Lichtausbreitung

Ausbreitung des Lichts

• Lichtquellen erzeugen selbst Licht (Sonne, Lampe, Kerze); alle anderen Körper sind beleuchtete Körper – wir sehen sie, weil sie Licht in unser Auge zurückwerfen (streuen).
• Sehen funktioniert immer so: Licht gelangt von der Lichtquelle über den Gegenstand in unser Auge – nie umgekehrt.
• Licht breitet sich geradlinig aus – das zeigen Lichtbündel im Nebel oder Laserstrahlen. Im Modell zeichnen wir Lichtstrahlen als Pfeile.
• Schatten entstehen, weil Licht nicht um Hindernisse „herumfließt“: Hinter einem Körper ist es dunkel. Bei ausgedehnten Lichtquellen entstehen Kernschatten und Halbschatten.
• Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde; bei einer Mondfinsternis wandert der Mond durch den Schatten der Erde.
• Licht ist extrem schnell: \(c \approx 300\,000\,\mathrm{\frac{km}{s}}\) – in einer Sekunde fast achtmal um die Erde.

1. Erkläre, warum man in einem völlig dunklen Raum gar nichts sieht – auch wenn die Augen völlig gesund sind.
   Lösung

   Ohne Lichtquelle gelangt kein Licht auf die Gegenstände und somit auch keines in unser Auge – Sehen braucht immer Licht.
2. Zeichne eine Skizze: Punktförmige Lampe, davor ein Ball, dahinter eine Wand. Konstruiere den Schatten mit Lichtstrahlen.
   Lösung

   Zwei Randstrahlen von der Lampe an den Ballrändern vorbei bis zur Wand zeichnen; zwischen den Auftreffpunkten liegt der Schattenbereich.
3. Warum hat dein Schatten unter einer langen Leuchtstoffröhre unscharfe Ränder?
   Lösung

   Die Röhre ist eine ausgedehnte Lichtquelle: Manche Stellen der Wand erhalten Licht nur von einem Teil der Röhre – es entsteht Halbschatten mit weichem Übergang.

1. Baue eine Lochkamera aus einer Dose oder einem Schuhkarton und erkläre mit der geradlinigen Lichtausbreitung, warum das Bild auf dem Kopf steht.