Lichtrechung - s-hb.de VIRTUAL CLASSROOM
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Zunächst ein Rückblick: Durchsichtige, durchscheinende und undurchsichtige Körper Die nichtselbstleuchtenden Körper verhalten sich dem Licht gegenüber sehr unterschiedlich. Je nach dem Anteil des reflektierten und des durchgelassenen Lichtes unterscheidet man: durchsichtige, durchscheinende und undurchsichtige Durchsichtige Stoffe sind z.B. Luft, Wasser, Glas. Sie lassen das auftreffende Licht so weitgehend durch, daß man a) sie wegen der fehlenden Reflexion des Lichtes nicht oder nur sehr schlecht erkennen kann und b) andere Gegenstände durch sie hindurch klar erkennen kann. Durchscheinende Stoffe sind z.B. Milchglas, getrübte Flüssigkeiten, Seidenpapier usw. Sie lassen das Licht nur in geringem Maß und nicht unverändert durch: Blickt man durch durchscheinende Stoffe hindurch, so erkennt man andere helle leuchtende Gegenstände nur verschwommen (unscharf). Undurchsichtige Stoffe sind z.B. Holz, Metall, Stein usw. Sie lassen kein Licht hindurch. Allerdings können undurchsichtige Stoffe, z.B. Metall, auch durchscheinend werden, wenn die Metallschicht sehr dünn ist. Umgekehrt können durchsichtige Stoffe bei ausreichender Dicke sogar undurchsichtig werden. Die Lichtbrechung 1. Was sind optische Medien? Trifft Licht auf undurchsichtige Gegenstände, so wird es vom . Durch des Lichtes an undurchsichtigen Gegenständen ändert das Licht seine die Ausbreitungsrichtung. Hinter dem undurchsichtigen Gegenstand entsteht ein unbeleuchteter Raum, der Schattenraum. Alle durchsichtigen Stoffe nennen wir optische Medien. In optische Medien kann das Licht eindringen. Streiche die Stoffe durch, die keine optischen Medien sind: Gold, (sauberes) Wasser, Luft, Silber, Blei, Stein, Plexiglas, Sauerstoff, Glas, Eisen. Ziel verfehlt! Beim Fischestechen wird häufig das Ziel verfehlt. Blickten alle verkehrt ins Wasser oder wurde das Ziel an einer Stelle gesehen, an der es sich nicht befand (s. Bild 1 rechts)? Wenn wir den Fisch wie in Bild 1 sehen, dann kann sich Licht auf dem Weg vom Fisch zum Auge nicht geradlinig ausgebreitet haben s. Bild 2 rechts)! Um herauszufinden, warum die Stange tatsächlich immer über das Ziel hinweggestoßen würde, ersetzen wir den Fisch durch eine Lichtquelle. Auf welches Auge kann das Licht nur treffen? Zeichne den gebrochenen Lichtstrahl weiter! Leider können unsere Augen nicht feststellen, ob das auf dem Weg von der Lichtquelle zu uns gebrochen wird oder nicht. Unser Sehsinn geht bei der Wahrnehmung immer von der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes aus: Die Blickrichtung und der Lichtweg "liegen auf einer Linie". Die Folgen werden beim "Fischestechen" deutlich. http://home.arcor.de/a-zietlow http://www.s-hb.de/~zietlow 1 2. Was heißt Brechung des Lichtes? Innerhalb eines optischen Mediums breitet sich das Licht geradlinig aus. Breitet sich das Licht aber von einem durchsichtigen Stoff (optischen Medium) in einen anderen durchsichtigen Stoff aus, so kann sich die Ausbreitungsrichtung des Lichtes ändern: Der Lichtstrahl wird genau an der Grenzfläche beider optischen Medien "abgeknickt". Diese Richtungsänderung erfolgt genau an der Grenzfläche beider Stoffe und wird Lichtbrechung genannt. 3. Was heißt optische Dichte? Man sagt: "Zwei optische Medien (durchsichtige Stoffe) haben die gleiche optische Dichte", wenn ein Lichtstrahl, der schräg auf ihre Grenzfläche trifft, nicht gebrochen wird: Beispiel: Glas und Benzol Taucht man einen Glasstab in Benzol ein, so wird das Licht an der Grenzschicht Benzol/Glas nicht gebrochen. Das Licht breitet sich in Benzol und Glas in gleicher Weise aus. Die Folge: Es gibt für das Licht keine Grenzfläche, an der es (teilweise reflektiert und) gebrochen wird. Wird aber kein Licht reflektiert, so kann von dieser Grenzfläche kein Licht in unser Auge treffen. Folglich bleibt der Glasstab unsichtbar. Wird dagegen das Licht gebrochen, so bezeichnet man den Stoff als optisch dichter, bei dem der Winkel des Lichtstrahls zum Lot hin kleiner ist. Der andere Stoff wird dann als der optisch dünnere bezeichnet. Aufgabe: Ordne folgende Begriffe richtig zu: dichteres Medium, dünneres Medium, Lot, Grenzfläche, größerer Winkel α, kleinerer Winkel β. 4. In welche Richtung wird das Licht gebrochen? Weiß man etwas über die optische Dichte der Stoffe, so weiß man auch, in welche Richtung der Lichtstrahl gebrochen wird: In optisch dichteren Stoffen wird das Licht stets gebrochen. In optisch dünneren Stoffen wird das Licht stets gebrochen. http://home.arcor.de/a-zietlow http://www.s-hb.de/~zietlow 2
