Licht – Elektromagnetische Welle

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Physik: Optik Brechung des Lichtes: Fata Morgana (Luftspiegelung) Spiegelung nach unten: Kaltschicht über Warmschicht Von der Sonne erhitzte Strassen wirken manchmal wie ein Spiegel; sie sehen dann aus, als seien sie nass. Über dem Boden hat sich eine heisse Luftschicht gebildet, darüber liegt kältere Luft. Diese ist optisch dichter als die warme Luft. Fällt aus ihr das Tageslicht sehr flach auf die optisch dünnere Warmluftschicht, so findet eine Reflexion statt. Man kann diese Erscheinung etwas vereinfacht als Totalreflexion am optisch dünneren Medium auffassen. Spiegelungen treten auch an der Warmluftschicht über heissern Wüstensand auf. Endlose Dünenlandschaften scheinen sich in Seen zu verwandeln. Man spricht dann von einer «Fata Morgana» (Sinnestäuschung). Spiegelung nach oben: Warmschicht über Kaltschicht Erscheinungen von Bergen oder anderen Dingen an anderen Stellen: Eine Spiegelung nach oben tritt auf, wenn sich kalte, dichte Luftschichten unter wärmeren Luftschichten befinden. Hügel oder Berge werden optisch «in den Himmel gehoben». H. Gächter 1
Physik: Optik Mehrmalige Brechung Licht, das durch eine Fensterscheibe dringt, geht von einem optischen Mittel in ein anderes über, muss dabei also gebrochen werden. Blicken wir aber durch ein Fenster, so bemerken wir von einer Brechung nichts. Wie kommt das? Eine Fensterscheibe ist eine sogenannte planparallele Platte, d.h. die beiden Grenzflächen zwischen der Luft und dem Glas sind eben und zueinander parallel. Im Bild ist ein Lichtstrahl gezeichnet, der unter dem Winkel l aus der Luft auf die Glasfläche trifft. Wie er weiterlaufen wird, können wir vorhersagen: Luft Bei A geht der Strahl von Luft in das dichtere Mittel Glas über und wird dabei so gebrochen, dass 2 < l ist. Glas 1 1 = 1 ' A 2 2 B 1 ' x d Bei B trifft der gebrochene Strahl auf die zweite Trennfläche. Da diese parallel zur ersten ist, gilt 2 bei A gleich 2 bei B (Wechselwinkel). Nun geht der Strahl vom Glas wieder in die Luft über. Der Lichtweg ist umkehrbar: 1 = l '. Der Lichtstrahl erhält damit wieder seine ursprüngliche Richtung; er wird lediglich um eine Strecke x parallel verschoben. Luft Allgemein gilt sin( 1 2 ) x d cos 2 Bei einer dünnen, planparallelen Platte (z.B. einer Fensterscheibe) ist x sehr klein, so dass man die geringfügige Parallelverschiebung der Lichtstrahlen kaum bemerkt. Bei dicken, planparallelen Platten kann man jedoch eine solche Parallelverschiebung sehr deutlich sehen. Aufgabe Konstruieren Sie den Strahlverlauf eines Lichtstrahls, der unter dem Winkel l = 30° und in einem zweiten Fall senkrecht auf ein gleichseitiges Glasprisma (Flintglas) auftritt. 2 1 H. Gächter 2
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