Big Bang Physik 6, Schulbuch

Wellengrundlagen 2  20  RG 6.1, G 6.2 Wellen  61 20.2.3 Um die Ecke sehen Beugung Unter Beugung versteht man, dass ein Teil einer Welle an einem Hindernis die Richtung ändert (siehe Abb. 20.21 und Abb. 20.22). Das kann man mit dem Huygens-Prinzip erklä- ren. Die an der Wellenfront entstehenden Elementarwellen können auch hinter ein Hindernis laufen. Der springende Punkt ist nun aber der: Es wird nur jener Teil der Welle gebeugt, dessen Abstand zum Hindernis etwa eine Wellen- länge beträgt (Abb. 20.21 rechts). Der Rest läuft geradlinig weiter. Darin liegt der Grund des unterschiedlichen Verhal- tens von Schall und Licht im Alltag. Welche Wellenlänge haben Licht- und Schallwellen etwa? Schau nach in Tab. 19.2, S. 50. Warum kann man um die Ecke hören, aber nicht um die Ecke sehen? Und warum gibt es hinter einem Baum einen Lichtschatten, aber keinen Schallschatten? Warum kannst du eine Person sprechen hören, auch wenn sie nicht in deine Richtung spricht? Und warum kann man sich eigentlich selber sprechen hören? Warum kannst du eine Schallquelle auch mit dem abgewandten Ohr hören? Wieso kann der Schall um deinen Kopf herum eine Kurve machen? Wenn eine Welle an eine kleine Öffnung kommt, dann entsteht eine neue Elementarwelle (siehe Abb. 20.2, S. 56). Wenn aber ein Lichtstrahl durch ein kleines Loch geht, dann breitet er sich gerade aus (Abb. 20.20)? Gilt das Huygens-Prinzip nicht für Licht? F15 W1  F16 W2 F17 W2  F18 S1  Abb. 20.20:  Ein Buddha-Tempel in Myanmar F19 S2 Abb. 20.21:  Eine Welle läuft gegen eine Kante. Es wird nur der Teil der Welle gebeugt, dessen Abstand zum Hindernis innerhalb der Wellenlänge liegt. Zusammenfassung Unter Brechung von Wellen versteht man eine Richtungs- änderung, die durch eine Änderung der Ausbreitungsge- schwindigkeit entsteht. Die für uns im Alltag wichtigste Brechung ist die der Lichtstrahlen in unseren Augen. Abb. 20.17:  Links: abrupte Richtungsänderung bei sprunghafter Verringerung der Wassertiefe. Rechts: Kontinuierliches Drehen der Wellenkämme Unsichtbarkeit Die Augenlinse bündelt durch Brechung die einfallenden Lichtstrahlen auf deiner Netzhaut (Abb. 20.18). Ist das Auge aber zum Beispiel weitsichtig, dann treffen einander die Strahlen erst hinter der Netzhaut (strichlierte Linie) und du siehst unscharf. Und genau hier liegt das Problem der Unsichtbarkeit . Unsichtbar zu sein bedeutet, dass alle Lichtstrahlen deinen Körper völlig gerade und ungehindert durchdringen. Dann sieht man nicht dich, sondern den Hintergrund. Das bedeu- tet aber auch, dass dann die Linsen in deinen Augen das Licht nicht mehr brechen. Du wärst unendlich weitsichtig, also in gewisser Weise blind ( F14 ; Abb. 20.19). Genauso wäre es auch, wenn es den Effekt der Brechung gar nicht gäbe. i Abb. 20.18:  Normaler Strahlengang (durchgezogene Linie) und Strahlengang bei Weitsichtigkeit (a) und bei Kurzsichtigkeit (b) (strichlierte Linie) Abb. 20.19:  So würde die Erde aus der Sicht von Aliens aussehen, wenn diese gerade ihre Tarnvorrichtung aktivieren. Wenn sie vollkommen unsichtbar sind, dann verschwimmt das Bild so, dass alles dieselbe Farbe hat. Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv