65 7 Ein Knick in der Optik In A 1 hast du sicherlich gemerkt, dass der Lichtstrahl an den Grenzflächen gebrochen wird. Wenn er in das Wasser eintritt, wird der Winkel zum Lot kleiner und wenn er wieder austritt, wird der Winkel wieder größer. In B 7.6 siehst du einen ähnlichen Versuch mit einem Block aus Glas. Wir werden uns diese Brechungen in Kap. 7.2 noch genauer ansehen. Für jetzt ist wichtig: Wenn ein Lichtstrahl von einem Material in ein anderes kommt, dann ändert er die Richtung! Mit dem, was du in A 1 gelernt hast, kannst du alle anderen Effekte aus den Versuchen verstehen. Fangen wir mit der gehobenen Münze an ( A 3 ). Das Licht der Münze wird beim Übergang in Luft gebrochen (B 7.7). Dein Gehirn verlängert in Gedanken aber immer die Lichtstrahlen, die in deine Augen kommen. Dadurch entsteht das Bild gewissermaßen an einer falschen Stelle. Es sieht für dich so aus, als wäre das Wasser flacher und die Münze würde sich viel höher befinden. Ist dir in einem Schwimmbad schon einmal aufgefallen, dass bei einem flachen Blick auf die Wasseroberfläche die Unterwasserwelt gewissermaßen zusammengestaucht ist (B 7.8)? Dabei handelt es sich um exakt denselben Effekt wie bei der gehobenen Münze. B 7.8 Hier tritt derselbe Effekt auf wie in B 7.7. Alles unter der Wasseroberfläche ist scheinbar zusammengestaucht. B 7.6 Lichtknicke scheinbar gehobenes Bild Lot B 7.7 Scheinbare Hebung einer Münze aufgrund der Lichtbrechung Auch die scheinbare Verschiebung von Bleistift ( A 2 ) und Text ( A 4 ) ist durch die Brechung der Lichtstrahlen zu erklären und ebenso das scheinbare Abknicken des Stifts ( A 5 ). Alle diese Effekte kommen durch Brechung und einer scheinbaren Verschiebung der Objekte zustande. Wenn die Grenzfläche senkrecht verläuft, wie das bei Schwimmbädern mit Glaswänden der Fall ist, dann ist das Bild seitlich verschoben, wie du eindrucksvoll in B 7.9 sehen kannst. Auch bei einem Aquarium (B 7.10) kommt es zu einer seitlichen Verschiebung. Die beiden Wände knicken die Lichtstrahlen aber in eine jeweils andere Richtung (B 7.11). Deshalb siehst du die Objekte im Wasser gewissermaßen doppelt. B 7.9 Im Prinzip handelt es sich um denselben Effekt wie bei der Münze, allerdings knicken hier die Lichtstrahlen seitlich. Weil der Kopf rausschaut, sieht man, wie stark die scheinbare Verschiebung ist. B 7.10 Auch bei einem Aquarium kommt es zu scheinbaren seitlichen Verschiebungen, ähnlich wie in B 7.9. B 7.11 Erklärung, warum die seitliche Verschiebung zu Doppelbildern führt. Versuche, diese Verdopplungen in B 7.10 zu sehen. Kurz zusammengefasst Wenn ein Lichtstrahl von Luft in einen durchsichtigen Stoff eintritt oder aus einem durchsichtigen Stoff in Luft austritt, dann knickt der Lichtstrahl an der Grenzfläche ab. Dadurch lassen sich viele Alltagseffekte erklären. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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