Big Bang HTL 3, Schulbuch

Einige Licht-Phänomene 8 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) 79 Spannungsoptik Material: Overheadprojektor (oder flächige Leuchte) Polarisationsfolie Kunststoffgegenstand (z. B. Kunststofflineal oder Winkel- messer) Durchführung: Schalte den Overheadprojektor ein und lege die Polarisa- tionsfolien in gekreuzter Richtung auf den Overheadprojek- tor. Das Licht wird komplett ausgelöscht. Wenn du nun einen durchsichtigen Gegenstand dazwischen gibst, erhältst du farbige Linien (Abb. 8.27). Wenn du den Gegenstand ver- formst, verschieben sich die Linien. e Abb. 8.27: Ein Winkelmesser zwischen zwei Polarisations- folien Einige Licht-Phänomene Vertiefende Beispiele Glas ist für sichtbares Licht durchsichtig, nicht aber für Infrarot. Begründe, woran das liegt! L Erkläre, wie eine Fata Morgana zu Stande kommt! Erkläre, wie ein Endoskop funktioniert! Besorge dir dazu Information aus dem Internet. Berechne aus dem Brechungsgesetz den Grenzwinkel der Totalreflexion für Wasser und Quarzglas. L Erkläre, was man unter subtraktiver Farbmischung versteht und wo diese angewendet wird! Besorge dir Information aus dem Internet. Die sogenannte Farbtiefe bei einem PC-Monitor beträgt 32 bit. Überlege, was das bedeutet! Begründe, wie viele Abschattierungen dazu jede einzelne Farbe haben muss! L Eine ebene Wellenfront nähert sich einem Spiegel (siehe Abb. 8.28). Wir greifen die Punkte A 1 bis D 1 heraus. Nacheinander treffen diese auf und erzeugen, gemäß dem Huygens’schen Prinzip, Kreiswellen. Die reflektierte Wellenfront ist die Einhüllende dieser Kreiswellen, eine Tangente an alle Kreise. Du siehst, wie die Wellenfront nach und nach „umklappt“, bis sie gänzlich in die neue Richtung zeigt. Natürlich passiert das nicht nur an diesen Punkten, sondern kontinuierlich. 8 F17 A2 F18 A1 F19 A1 F20 A1 F21 A1 F22 A1 Das Reflexionsgesetz besagt, dass einfallende und reflektierte Strahlen denselben Winkel zum Lot einschließen. In Abb. 8.29 siehst du das erste und das letzte Bild der Filmsequenz übereinanderge- legt. Die einfallen- de Lichtfront bildet das Dreieck A 1 D 1 D 4 und die reflektierte das Dreieck D 4 A 4 A 1 . Wenn das Reflexi- onsgesetz richtig ist, dann müssen die Winkel α und β gleich groß sein. Überlege, wie man das geometrisch beweisen kann! L Nimm an, du tauchst und leuchtest mit einer Taschen- lampe aus dem Wasser heraus (Abb. 8.30). Zeichne ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen den Winkeln α und β zeigt. Benutze dazu Tab. 8.1, S. 74 und forme das Brechungsgesetz so um, dass du die Variable β freistellen kannst. Überlege, wie man das Diagramm interpretieren kann! L Leite aus dem Brechungsgesetz eine allgemeine Formel ab, mit der du den Grenzwinkel α für die Totalreflexion berechnen kannst, und überprüfe diese Formel am Übergang von Wasser zu Luft. Hilfe: Beim Grenzwinkel α läuft der gebrochene Strahl parallel zur Wasseroberfläche, schließt also mit dem Lot einen Winkel von 90° ein (siehe Abb. 8.30). Abb. 8.28 Abb. 8.29 F23 A1 Abb. 8.30: Ein Licht- strahl tritt aus dem Wasser aus. F24 A1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv