56 Versuch: Ändere den Durchmesser des Loches! Wie ändern sich damit die Schärfe und die Helligkeit des Bildes? Schatten (shadow) Die geradlinige Ausbreitung des Lichtes wird auch durch die Gestalt und die Größe des Schattens bestätigt, den ein Körper auf eine Oberfläche wirft. Versuch: Beleuchte eine Kugel mit einer punktförmigen Lichtquelle (z. B. Leuchtdiode) und betrachte die Schattenerscheinungen auf der Kugel und auf einem Schirm (Abb. 31.4)! Von der punktförmigen Lichtquelle breitet sich das Licht geradlinig nach allen Seiten hin aus. Da es die Kugel nicht durchdringen kann, entsteht dahinter ein dreidimensionaler Schattenraum. Seine Begrenzung kann durch entsprechend gewählte Lichtstrahlen, die die Kugel streifen, eingezeichnet werden. Im Eigenschatten liegt der unbeleuchtete Teil der Kugel, ihr Schattenbild auf dem Schirm heißt Schlagschatten (zweidimensional). Punktförmige Lichtquellen sind eine Idealisierung. Die uns zur Verfügung stehenden Lichtquellen sind mehr oder weniger flächenhaft bzw. räumlich ausgedehnt. Wird ein Körper von mehreren Lichtquellen beleuchtet, so erzeugt jede ein eigenes Schattenbild des Körpers und einen eigenen Schattenraum. Das Schattenbild, das wir sehen, setzt sich aus diesen einzelnen Schattenbildern zusammen. Versuch: Beleuchte mit zwei punktförmigen Lichtquellen eine Kugel, deren Durchmesser kleiner als der Abstand der Lichtquellen ist, und beobachte den Schatten auf einem Schirm. Überprüfe, ob du die in der Abb. 31.5 angegebenen Schattenräume erkennen kannst! Ein von einer flächenhaft oder räumlich ausgedehnten Lichtquelle beleuchteter Körper erzeugt einen Kernschatten, der von keiner Lichtquelle beleuchtet wird. Dieser ist von einem Halbschatten umgeben, der von einem Teil der Lichtquellen beleuchtet wird. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 31.1 Wie lange braucht das Licht für 40 000 km (das entspricht der Länge des Erdumfangs)? 31.2 Um wie viel Mal ist die Lichtgeschwindigkeit größer als die Schallgeschwindigkeit? 31.3 Wovon hängt die Form eines Schattens ab? 31.4 Unter welcher Voraussetzung entsteht von einem Körper, der von einer ausgedehnten Lichtquelle beleuchtet wird, auf einem Schirm kein Kernschatten? 31.4 Schatten bei einer punktförmigen Lichtquelle Schirm Schirm (frontal gesehen) Schattenraum Blende Schlagschatten Eine punktförmige Lichtquelle erzeugt einen scharf begrenzten Schatten. 31.5 Schatten bei einer ausgedehnten Lichtquelle (gedachte Aneinanderreihung von punktförmigen Lichtquellen) Schirm Schirm (frontal gesehen) Kernschatten Blende Kernschatten Halbschatten Halbschatten Eine ausgedehnte Lichtquelle erzeugt einen Kern- und einen Halbschatten. Das Licht breitet sich geradlinig mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 000 km/s aus. Auf der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes beruht die Entstehung von Schatten, die beleuchtete Körper werfen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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