Big Bang HTL 3, Schulbuch

Einige Licht-Phänomene 8 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) 77 Regenbogen Damit du einen Regenbogen sehen kannst, musst du auf die fallenden Tropfen blicken und die Sonne im Rücken haben (Abb. 8.17; F10 ). Abb. 8.18 zeigt, wie das Sonnenlicht durch den Eintritt in die Regentropfen aufgespaltet wird. Weil bei Haupt- und Nebenregenbogen die Lichtstrahlen gegengleich durch die Tropfen laufen, ist auch die Farbrei- henfolge beim Austritt umgekehrt. Beim Hauptregenbogen wird der Lichtstrahl nur einmal reflektiert, bevor er austritt, beim Nebenregenbogen zweimal. Weil bei jeder Reflexion auch Licht nach außen dringt, ist der Nebenregenbogen lichtschwächer und nicht immer zu sehen. Etwas verblüffend ist zunächst, dass der Hauptregenbogen oben rot und unten blau ist, die Farben aber genau umge- kehrt aus den Tropfen austreten (Abb. 8.18 a; beim Neben- regenbogen ist es genau umgekehrt). Das liegt daran, dass du von jedem Tropfen nur eine einzige Farbe siehst. Von den obersten Tropfen des Regenbogens gelangt nur rot in dein Auge und von den untersten nur blau (Abb. 8.19). Das ergibt dann die Farbreihenfolge, die du sehen kannst. i Abb. 8.17: Das Licht des Hauptbogens hat immer einen Winkel von 40 bis 42° zum Sonnenlicht. Er ist eigentlich gar kein Bogen, sondern ein Teil eines Kegelmantels. Abb. 8.18: a) Haupt- regenbogen, b) Neben- regenbogen Abb. 8.19: Warum der Regen- bogen oben rot ist … 8.4 Bildschirm(r)evolution Polarisation Hier geht es um eine spezielle Art von Licht, bei der das elektrische Feld in nur einer Ebene schwingt. Dieses Licht ist die Grundlage für die LCD-Technologie. Licht entsteht durch Quantensprünge der Elektronen in den Atomhüllen. Durch diese Quantensprünge kommt es zu einer Änderung des elektrischen Feldes und somit zur Entstehung elektromagnetischer Wellen. Normales Licht ist immer eine Mischung aus Wellenzügen mit völlig unter- schiedlichen Eigenschaften , unter anderem auch der Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes (Abb. 8.21 a bis c). Man spricht in diesem Fall von unpolarisiertem Licht. Abb. 8.21: a) und b) Bei unpolarisiertem Licht schwingen die elektri- schen Felder in unterschiedlichen Richtungen. Hier sind exem- plarisch zwei dargestellt. c) Symbol für unpolarisiertes Licht; d) Schematische Darstellung, wie man mit einem Polfilter polarisiertes Licht erzeugen kann. e) Symbol für polarisiertes Licht Wenn man Licht durch einen Polarisationsfilter (kurz Polfil- ter) schickt, dann schwingt das elektrische Feld nur mehr in einer Ebene – es wurde polarisiert (Abb. 8.21 d). Polfilter kann man zum Beispiel aus Kunststofffolien herstellen, die aus langgestreckten Molekülen bestehen. Was versteht man unter Longitudinal- und Transver- salwellen? Lies nach in Kap. 12.2, NAWI 1. Man wusste schon lange vor M AXWELL , dass Licht eine Transversalwelle ist. Welchen Beleg gab es dafür? Du kennst LCD-Anzeigen von Uhren oder vom Taschen- rechner (Abb. 8.20). Aber wie funktionieren sie? Wann und wie gelang der erste experimentelle Beleg, dass Licht Welleneigenschaften aufweist? Wie entsteht das Licht in den Hüllen der Atome? Wo spielt die Polarisation einzelner Photonen eine Rolle? Was versteht man unter kohärentem Licht? Dextrose ist ein Traubenzucker, und zwar ein rechts- drehender. Auf manchen Joghurts steht, dass links- und rechtsdrehende Milchsäure drin ist. Wer oder was dreht sich in diesen Fällen? F12 A1 F13 A2 F14 A2 Abb. 8.20: LCD-Anzeige eines Taschen- rechners F15 A2 F16 A2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv