Physik

Die Geschwindigkeit des Lichtes in Luft und Vakuum beträgt c = 300000 km/s. Für die Lichtgeschwindigkeit wird der Buchstabe c als Formelkurzzeichen verwendet.

Eine Taschenlampe strahlt gezielt nur in eine Richtung. Man spricht von einem Lichtbündel. Lichtstrahlen sind ein Gedankenmodell für sehr feine Lichtbündel.

Man kann die Lichtquelle und den beleuchteten Körper sehen, aber nicht das Licht im Zwischenraum. Sichtbar wird dieser Weg durch Wasserdampf oder Staub. Man sieht die beleuchteten Teilchen.

Schatten sind lichtarme Zonen hinter einen Körper, wo das Licht durch Gegenstände an der Ausbreitung gehindert wird.

Man unterscheidet zwischen Kernschatten und Halbschatten.

Der Raum in den kein Licht gelangt nennt man Kernschatten. Der aufgehellte Schattenbereich nennt man Halbschatten.

Durch die Stellung von Sonne, Mond und Erde enstehen Tageszeiten, Mondphasen und Finsternisse.

Mondfinsternis: Der Mond tritt in den Schatten der Erde ein, die einen Kegelschatten hinter sich wirft und den Mond verdeckt.

Sonnenfinsternis: Der Mond verdeckt die Sonnenscheibe komplett. Dabei hat der Mond meistens den geringsten Abstand zur Erde. Sonnenfinsternisse sind nur auf kleinen Gebieten sichtbar (ca. 200km)

Eine Sonnenfinsternis dauert weniger lange al eine Mondfinsternis. Das liegt am Durchmesser von Mond (3500km) und Erde (12700km).

Licht kann reflektiert oder absobiert werden. Die Reflexion kann gerichtet oder diffus erfolgen.

Treffen die Lichtstrahlen senkrecht auf einen Spiegel dann werden die Lichtstrahlen in sich selbst reflektiert.

Reflexiongesetz: Einfallswinkel = Ausfallswinkel(Reflexionswinkel)

Spiegelbild und Gegenstand liegen symetrisch zur Spiegelebene. Die Strahlen werden reflektiert und treffen unser Auge. Spiegelbilder sind virtuell "scheinbar", weil von ihnen kein Licht kommt.

Am Brennpunkt F (lat. Focus) treffen alle Lichtstrahlen und konzentrieren sich auf einen Punkt.

(1) Achsenparallele Strahlen treffen nach der Reflexion auf den Brennpunkt F. Lichtweg ist auch umkehrbar.

(2) Strahlen die durch den Mittelpunkt M gehen, werden in sich selbst reflektiert. 

(3) Wenn der Punkt P ausserhalb des Bereiches von dem Spiegelmittelpunkt sind schneiden sich alle in einem gemeinsamen reelen Bildpunkt p¹. 

(4) Parallele Strahlen schneiden sich an einen gemeinsamen Punkt auf der Brennebene.

Ein virtuelles Bild ist in der Physik eine optische Abbildng die im Gegensatz zu einen reelen Bild nicht auf einen Schirm abgebildet werden kann.

Benennung der Strahlen: (zu 1)

(Orange) Parallelstrahl: Strahl parallel zur optischen Achse.

(Grün) Mittelpunktstrahl: vom Gegenstand durch den Mittelpunkt.

(Rot) Brennstrahl: vom Gegenstand durch den Brennpunkt.

(1) Gegenstand ausserhalb der doppelten Brennweite, Bild B zwischen doppelter und einfacher Brennweite, Bild reell verkleinert und umgekehrt.

(2) Gegenstand zwischen doppelter und einfacher Brennweite, Bild B ausserhalb der doppelten Brennweite, reell vergrößert umgekehrt.

(3) Gegenstand zwischen einfacher Brennweite und Spiegel, Bild scheinbar hinter dem Spiegel, virtuell, vergrößert und aufrecht (Bsp. Rasierspiegel)

(4) Gegenstand genau auf einfacher Brennweite, Es exestiert kein Bild.

Lichtstrahlen werden bei optisch dünneren Stoffen (z.B. Wasser) zu optisch dichteren Stoffen zum Lot hin gebrochen, der Brechungswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel.

Beim Übergang von optisch dichteren Stoffen (z.B. Wasser) zu optisch dünneren Stoffen erfolgt die Brechung weg vom Lot, der Winkel ist größer als der Einfallswinkel.

Beim Durchgang durch eine Glasplatte wird der Lichtstrahl zwei mal gebrochen und verschiebt sich parrallel zu sich selbst.

Beim Durchgang durch ein Prisma wird der Strahl zweimal zur Basis hin gebrochen, je größer der Winkel, desto stärker die Ablenkung

Der Einfallswinkel bei der eine Totalreflexion auftritt nennt man Grenzwinkel. Dieser ist abhängig vom jeweiligen Medienpaar.

Eine Totalreflexion kann nur beim Übergang von optisch dichteren zu optisch dünneren Medien auftreten, und der Einfallswinkel muss größer sein als der Grenzwinkel.

Grenzwinkel:

Wasser 49°

Diamant 24°

Alkohol 47°

Plexiglas 42°