Basisgrößen und Basiseinheiten - teaching

Physik des Fachgebiets
5.4 Reflexion
Unter Reflexion versteht man das Zurückwerfen von Wellen oder Strahlen
an einer Grenzfläche. Eine Grenzfläche ist dort, wo Stoffe mit unterschiedlichen
optischen Eigenschaften zusammenkommen.
Reflexion an glatten Flächen
Der einfallende Strahl wird zur Gänze reflektiert.
Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfallswinkel ‘
Parallel einfallende Strahlen sind nach der Reflexion wieder parallel. Ein
genau senkrecht einfallender Strahl wird in sich selbst reflektiert.
Reflexion an rauen Oberflächen (Zerstreuung)
An rauen Oberflächen kommt es zur diffusen Reflexion. Parallel einfallende
Strahlen werden in verschiedene Richtungen reflektiert. Die Strahlen
werden zerstreut.
Bei optischen Laufwerken wird dieser Effekt beim Lesen der Pits und
Land angewandt. Sowohl Pits als auch Land sind eben. Dort wird der
Strahl vollständig reflektiert. Die Intensität des zum Sensor rücklaufenden
Strahls ist hoch. Beim Übergang von Pit auf Land und umgekehrt
kommt es zur Zerstreuung und somit zu geringer Intensität.
Reflexion am Planspiegel
Die reflektierten Lichtstrahlen scheinen von einem Punkt hinter der Spiegelfläche
auszugehen. Man spricht von einem „virtuellen“ Bild. Das virtuelle
Bild ist aufrecht und gleich groß.
Das Bild erscheint uns seitenverkehrt. Z.B. die rechte Hand erscheint bei
der Person, die scheinbar hinter dem Spiegel steht, als linke Hand.
Reflexion am Konvexspiegel
Konvex- oder Wölbspiegel erzeugen ein virtuelles aufrechtes Bild. Das
Bild erscheint umso kleiner, je stärker die Wölbung des Spiegels ist.
Anwendungen: Straßenspiegel, Diebstahlüberwachung in Kaufhäusern
Reflexion am Konkavspiegel
Beim sphärischen (kugelförmigen) Konkav- oder Hohlspiegel ist der
Brennpunkt F genau zwischen Spiegelfläche und Mittelpunkt M. Befindet
sich das Objekt innerhalb der Brennweite entsteht ein vergrößertes, aufrechtes,
virtuelles Bild.
Anwendungen: Rasier- bzw. Kosmetikspiegel
Parabolspiegel
Beim Parabolspiegel ist die Oberfläche kein Teil einer Kugel sondern Teil
eines Paraboloids. Ein Paraboloid entsteht durch Rotation einer Parabel.
Beim Parabolspiegel wird die Tatsache ausgenutzt, dass alle parallel einfallende
Strahlen durch einen Punkt (Brennpunkt) reflektiert werden. Umgekehrt
werden alle Strahlen, die aus dem Brennpunkt kommen, parallel reflektiert.
Anwendungen: Satellitenschüssel, Spiegelteleskop, Scheinwerfer
Autoscheinwerfer
Die Lampe hat zwei Glühfäden, die jeder für sich eingeschaltet werden
können. Die Lampe befindet sich im Scheitel eines Parabolspiegels. Eine
Glühwendel ist im Brennpunkt, die zweite etwas weiter weg angebracht.
Fernlicht: Die Lichtquelle befindet sich genau im Brennpunkt des Parabolspiegels.
Die Strahlen verlassen den Scheinwerfer nahezu parallel zur optischen
Achse. Richtwirkung und Reichweite sind hoch.
Abblendlicht: Die Lichtquelle ist nicht im Brennpunkt des Parabolspiegels.
Nur die Strahlen, die nach oben gehen, werden reflektiert. Die Strahlen
verlassen den Scheinwerfer gestreut und werden eher nach unten gelenkt.
Richtwirkung und Reichweite sind gering.
Reflexion an ebener Fläche
Diffuse Reflexion
Planspiegel
Konvexspiegel
Konkavspiegel
Autoscheinwerfer
Fernlicht Abblendlicht
2013, HTLW16 – STJO 1/2

Kontrollfragen
Physik des Fachgebiets
5.4 Reflexion
1. Wo werden Konvexspiegel angewandt! Straßenspiegel Glühlampe Rasierspiegel SAT-Schüssel
Kosmetikspiegel Autoscheinwerfer Diebstahlüberwachung Spiegelteleskop
2. Konkavspiegel werden auch ______________________ genannt.
3. Die Reflexion an rauen Flächen wird auch _____________________________ genannt?
4. Welche Aussagen bezüglich des Parabolspiegels sind richtig? Parallel einfallende Strahlen werden durch den
Brennpunkt reflektiert. Brennpunktstrahlen werden nie reflektiert. Parallel einfallende Strahlen werden durch den
Scheitel reflektiert. Parallel einfallende Strahlen werden parallel reflektiert. Brennpunktstrahlen werden parallel
reflektiert. Brennpunktstrahlen werden hauptsächlich nach unten reflektiert. Brennpunktstrahlen werden durch den
Brennpunkt reflektiert.
5. Was versteht man unter Reflexion? ____________________________________________________________________
6. Das Bild eines Planspiegels ist virtuell/reell, aufrecht/umgekehrt, vergrößert/verkleinert/gleich groß.
7. Im welchem Teil des Parabolspiegels befindet sich Autoscheinwerferlampe? _________________________
8. Konstruiere das Spiegelbild! 9. Konstruiere das Spiegelbild! 10. Konstruiere das Spiegelbild!
11. In welche Richtung werden die Lichtstrahlen bei diffuser Reflexion abgegeben? ___________________________
12. Konvexspiegel werden auch ______________________genannt.
13. Wo werden Parabolspiegel angewandt! Straßenspiegel Glühlampe Rasierspiegel SAT-Schüssel
Kosmetikspiegel Autoscheinwerfer Diebstahlüberwachung Spiegelteleskop
14. Wie wird ein senkrecht auf eine Fläche treffender Lichtstrahl reflektiert? _____________________________
15. Markiere die Glühwendel, die beim Autoscheinwerfer
für das Fernlicht in Betrieb genommen wird?
16. Markiere die Glühwendel, die beim Autoscheinwerfer
für das Abblendlicht in Betrieb genommen wird?
17. Wenn parallele Lichtstrahlen auf eine ebene Fläche treffen, werden sie bei Reflexion gebündelt. zerstreut.
in sich selbst zurückgeworfen. parallel zurückgeworfen. in die gleiche Richtung zurückgeworfen.
in Spektralfarben zerlegt. in alle Richtungen zurückgeworfen. durch den Brennpunkt gelenkt.
18. Das Bild eines Hohlspiegels ist virtuell/reell, aufrecht/umgekehrt, vergrößert/verkleinert/gleich groß, wenn sich das Objekt
innerhalb der Brennweite befindet.
19. Welche Regel gilt bei Reflexion an ebenen Flächen? ___________________________________________________
20. Wo werden Konkavspiegel angewandt! Straßenspiegel Glühlampe Rasierspiegel SAT-Schüssel
Kosmetikspiegel Autoscheinwerfer Diebstahlüberwachung Spiegelteleskop
21. Wie muss die Oberfläche einer reflektierenden Fläche sein, um diffuse Reflexion zu erzielen? ___________________
22. Ebene Spiegel werden auch ______________________ genannt.
23. Wo muss beim Parabolspiegel die Lichtquelle sein, dass die Lichtstrahlen den Spiegel parallel verlassen?
24. ________________________________________________________
25. Das Bild eines Wölbspiegels ist virtuell/reell, aufrecht/umgekehrt, vergrößert/verkleinert/gleich groß.
2013, HTLW16 – STJO 2/2