Aufgaben: Strahlung, Schutz und Signalwirkung

Sonnenlicht enthält neben dem sichtbaren Licht auch Infrarot- (IR) und Ultraviolettstrahlung (UV).

1. a) Welche der beiden Strahlungsarten spürst du als Wärme?
2. b) Welche der beiden Strahlungsarten kann Sonnenbrand verursachen?

Nenne drei Schutzmaßnahmen gegen Sonnenbrand und zwei Schutzmaßnahmen für die Augen bei sehr hellem Licht.

Eine Solarzelle auf dem Dach einer Schule in Münster wird von der Sonne beschienen.

1. a) In welche Energieform wird die Lichtenergie umgewandelt?
2. b) Nenne ein zweites Gerät, das Lichtenergie umwandelt, und gib die Energieform an, in die es sie wandelt.

Familie Schmidt macht im Juli Urlaub an der Nordsee. Ihr Sohn Tim ($10$ Jahre) hat helle Haut.

1. a) Warum ist der UV-Anteil am Strand auch bei Wolken oder Wind hoch?
2. b) Nenne vier konkrete Maßnahmen zum Schutz von Tim.
3. c) Was bedeutet der Lichtschutzfaktor 30 grob?

Eine Wärmelampe (IR) und ein Handy-Display (sichtbares Licht) werden im Alltag genutzt.

1. a) Erkläre, warum man bei der Wärmelampe Wärme spürt, beim Handy-Display aber kaum.
2. b) In welche Energieform wird die Lichtenergie bei einem dunklen Auto in der Sonne umgewandelt?
3. c) Warum wird ein schwarzes Auto im Sommer heißer als ein weißes?

Warnwesten, Fahrradreflektoren und Katzenaugen an der Straße.

1. a) Erkläre, wie ein Fahrradreflektor (Rückstrahler) Licht zurückwirft.
2. b) Warum sieht der Autofahrer den Reflektor, obwohl er keine eigene Lichtquelle ist?
3. c) Warum sind Warnwesten fluoreszierend gelb oder orange?

Eine Schulklasse plant einen Wandertag im Hochgebirge (Zugspitze, $2.962\ \text{m}$). Der UV-Index ist dort höher als in Köln.

1. a) Begründe, warum die UV-Belastung in der Höhe größer ist.
2. b) Erstelle einen Schutzplan mit mindestens fünf Maßnahmen und begründe zwei davon physikalisch.
3. c) Beurteile die Aussage: „Bei kühlem Wetter braucht man keinen Sonnenschutz.“

Eine Solarlampe im Garten lädt tagsüber einen Akku auf und leuchtet nachts mit einer LED.

1. a) Beschreibe die Energieumwandlungen von der Sonne bis zum Licht der LED.
2. b) Nenne die Umwandlungsschritte, bei denen auch nicht nutzbare Wärme (thermische Energie) entsteht.
3. c) Warum leuchtet die Lampe im Winter schwächer und kürzer?

Katzenaugen an einer Leitplanke bestehen aus vielen kleinen Prismen oder Hohlspiegeln, die Licht in Richtung der Lichtquelle zurückwerfen. Ein normaler flacher Spiegel würde das Licht nur dann zur Lichtquelle zurückwerfen, wenn das Licht genau senkrecht auf ihn träfe.

1. a) Erkläre, warum ein Katzenauge für den Autofahrer besser sichtbar ist als ein flacher Spiegel.
2. b) Vergleiche Katzenauge und weißes Papier hinsichtlich Reflexion und Streuung.
3. c) Bewerte die Wirksamkeit von Reflektoren und Warnwesten an Fußgängern bei Dunkelheit: Welche Rolle spielt die Lichtquelle?