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Physik

Wellenoptik und Lichtbrechung

Reflexion

Physik2.873Aktualisiert 17. Sept. 20263 Seiten

Grundkonzepte der Optik - Physik verstehen

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Optik ist überall um dich herum - vom Schatten, den du wirfst, bis zu den Mondphasen am Nachthimmel. In diesem Kapitel lernst du, wie sich Licht ausbreitet und warum dadurch faszinierende Phänomene wie Finsternisse entstehen.
Optik – Seite 1

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Licht und Schatten verstehen

Licht breitet sich geradlinig aus - das ist das wichtigste Grundprinzip der Optik. Stell dir vor, Licht sind unsichtbare Pfeile, die von jeder Lichtquelle in alle Richtungen losschießen.

Es gibt selbstleuchtende Körper wie die Sonne oder LED-Lampen, die ihr eigenes Licht produzieren. Andere Objekte wie der Mond oder ein Buch können wir nur sehen, weil sie Licht reflektieren - sie sind beleuchtete Körper.

Wenn Licht auf einen undurchlässigen Gegenstand trifft, entsteht dahinter ein Schatten. Je näher die Lichtquelle am Objekt ist, desto größer wird der Schatten. Bei mehreren Lichtquellen entstehen Kernschatten (wo gar kein Licht hinkommt) und Halbschatten (wo nur eine Lichtquelle hinscheint).

Wusstest du? Licht ist extrem schnell - es braucht nur 8 Minuten und 20 Sekunden von der Sonne bis zur Erde!

Optik – Seite 2

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Mondphasen und Finsternisse

Die Mondphasen entstehen, weil sich der Mond um die Erde dreht und dabei unterschiedliche Teile seiner Oberfläche das Sonnenlicht zu uns reflektieren. Dieser Zyklus dauert 29,5 Tage und reicht von Neumond über Halbmond bis zum Vollmond.

Eine Sonnenfinsternis passiert nur bei Neumond, wenn der Mond genau zwischen Sonne und Erde steht. Der Schatten des Mondes wandert dann über die Erde. Stehst du im Kernschatten, siehst du eine totale Sonnenfinsternis - ein spektakuläres Naturschauspiel!

Bei einer Mondfinsternis schiebt sich die Erde zwischen Sonne und Mond. Das geht nur bei Vollmond und lässt den Mond rötlich erscheinen - deshalb heißt es auch "Blutmond". Es gibt verschiedene Arten: totale, partielle und Halbschattenmondfinsternis.

Merktipp: Sonnenfinsternis = Neumond, Mondfinsternis = Vollmond!

Optik – Seite 3

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Reflexion und Brechung

Wenn Licht auf einen Spiegel trifft, wird es nach dem Reflexionsgesetz zurückgeworfen: Der Einfallswinkel ist immer gleich dem Ausfallswinkel α=βα = β. Beide Winkel werden zum Lot (einer senkrechten Hilfslinie) gemessen.

Brechung passiert, wenn Licht von einem Material in ein anderes übergeht, zum Beispiel von Luft ins Wasser. Dabei ändert das Licht seine Richtung. Das Brechungsgesetz besagt: Geht Licht von einem optisch dünnen Material (wie Luft) in ein optisch dichtes Material (wie Glas), wird es zum Lot hin gebrochen.

Umgekehrt wird Licht vom Lot weg gebrochen, wenn es von einem dichten in ein dünnes Material übergeht. Deshalb sehen Gegenstände im Wasser manchmal "verbogen" aus.

Alltagsbeispiel: Deshalb erscheint ein Strohhalm im Wasserglas geknickt - das Licht wird an der Grenzfläche gebrochen!

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