Physik verstehen 4, Schulbuch

16 1 Lichtbrechung und Totalreflexion 1. Was ist die Lichtbrechung? Betrachtest du im Schwimmbecken bei glatter Wasseroberfläche deine Beine, so wirken sie viel kürzer als normal. Bei kleinen Wellen kannst du sie kaum erkennen. Verkürzt und geknickt (Abb.16.1)  E1 Stelle eine Puppe mit den Beinen in ein Wassergefäß. Betrachte nun die Puppe von allen möglichen Seiten. Die gehobene Münze (Abb.16.2)  E1 Lege eine Münze in eine leere Kaffeetasse. Schau so über den Tassenrand, dass du die Münze gerade nicht sehen kannst. Bleib in dieser Position und fülle langsam Wasser ein. Die Münze wird auf einmal sichtbar! Die Lichtstrahlen der Münze bei V2machen einen Knick, wenn sie vom Wasser an die Luft treten und können deine Augen erreichen (Abb. 16.3). 2. Was geschieht bei der Lichtbrechung? Der Lichtknick (Abb.16.4)  E1, E2 Lass ein Lichtbündel einer Experimentierleuchte unter verschiedenen Winkeln in eine mit Wasser gefüllte Wanne fallen. Wie verändert sich die Richtung des Lichtbündels unter Wasser? Licht hat nur im Vakuum eine Geschwindigkeit von ca. 300 000 ​  km  __ s  ​. In anderen optischen Medien (zB Luft, Wasser, Glas …) ist es langsamer. Beim Übergang des Lichts von einem optischen Medium in ein anderes ändert sich die Licht­ geschwindigkeit. Das Licht erfährt dadurch eine Richtungsänderung. Ein Teil des Lichts wird an der Grenzfläche reflektiert. V1 16.1 Verkürzt und geknickt V2 16.2 Die gehobene Münze Unter Lichtbrechung verstehen wir die Richtungsänderung des Lichts an der Grenze zweier verschiedener, durchsichtiger Stoffe. M virtuelles Bild Lichteinfall 16.3 Unter Wasser liegende Gegenstände erscheinen hochgehoben. Unsere Wahrneh- mung kann den „Lichtknick“ nicht erkennen! V3 16.4 Der Lichtknick Lichtstrahlen werden zum Lot gebrochen , wenn sie in einen optisch dichteren Stoff treten, zB Luft  Glas. Sie werden vom Lot gebrochen , wenn sie in einen optisch dünneren Stoff treten, zB Glas  Luft. Ein Lichtstrahl, der entlang des Lotes einfällt, wird nicht abgelenkt. M Lot a b b ' a ' tritt parallel aus teilweise reflektierte Lichtstrahlen Plexiglas Einfallswinkel Brechungswinkel Luft 16.5 Brechung zum Lot und Brechung vom Lot an einer Plexiglasplatte Medium c in ​  km  __ s  ​ n Vakuum 299792,458 1 Luft 299705 1,0003 Wasser 225 000 1,33 Ethanol 220 209 1,36 Quarzglas 205 337 1,46 Plexiglas 201 203 1,49 Glas ca. 198 500 1,5–2 Diamant 123 881 2,42 Lichtgeschwindigkeiten c und Brechungs­ indices n verschiedener optischer Medien. n gibt an, um wie viel Mal c im Vakuum größer ist als c im optischen Medium.  Arbeitsheft-Seite 8–9 Film r9f6j6 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv