Eine Reise in die Welt des Lichts - Photonik Forschung Deutschland

LICHTSPIELE
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Eine in einem leeren Becher gerade nicht mehr zu sehende Münze wird sichtbar, wenn man Wasser einfüllt. Die von der
Münze ausgehenden Lichtstrahlen werden gebrochen, so dass das Licht aus einem kleineren Winkel zu kommen scheint.
wie im vorliegenden Fall - das Licht aufgrund der vertikalen Riffelung des Glases sogar in einzelne
Strahlen zerfällt, kann man außerdem unmittelbar erkennen, dass sich die Lichtstrahlen von der
linken und rechten Seite des Glases im Brennpunkt des Glases überschneiden.
Diese ungestörte Überlagerung ist neben der geradlinigen Ausbreitung eine wesentliche Eigenschaft
des Lichtes. Darin unterscheidet es sich grundsätzlich von materiellen Stoffen. So könnten sich beispielsweise
Wasserstrahlen nicht ungestört durchdringen.
Die Ablenkung des Lichts vom einmal eingeschlagenen Weg tritt immer dann auf, wenn Licht von
einem transparenten Medium (etwa der Luft) in ein anderes (etwa Wasser oder Glas) übergeht. Je
nach der Art der beteiligten Medien ist die Ablenkung mehr oder weniger ausgeprägt. Grundsätzlich
kann man feststellen, dass Lichtstrahlen, die in einem bestimmten Winkel auf eine Grenzfläche treffen
zum Einfallslot hin gebrochen werden, wenn sie von einem (optisch) dichteren in ein optisch
dünneres Medium über gehen. Umgekehrt werden sie vom Einfallslot weggebrochen, wenn sie die
Grenze von einem dichteren in ein dünneres Medium passieren. Die Auswirkungen einer solchen
Grenzfläche kann man sich am Beispiel einer Münze in einem Becher veranschaulichen, auf die man
so blickt, dass sie gerade durch die Becherwand verdeckt wird. Füllt man bei ungeänderter Blickrichtung
Wasser ein, scheint die Münze mit steigendem Wasserspiegel so vorzurücken, dass sie schließlich
vollständig sichtbar ist. Der Boden des Bechers scheint entsprechend gehoben zu werden.
Glas und Licht verbessern die Sicht
„Die Welt jenseits der geschliffenen Gläser ist wichtiger,
als die jenseits der Meere,
und wird vielleicht nur von der jenseits des Grabes übertroffen“.
Dass diese Worte des Physikers und Aufklärers Georg Christoph Lichtenberg nicht übertrieben waren,
zeigten die Entdeckungen mit Fernrohr, Mikroskop und Spektrometer, um nur einige der optischen
Geräte zu nennen, die mit geschliffenen Gläsern, Linsen, ausgestattet dem Menschen im wahrste
Sinne neue Welten erschließen sollten. Neben dem Kosmos und Mikrokosmos gehört auch die heutige
Alltagswelt dazu, die nicht zuletzt durch optische Techniken so revolutioniert wurde, dass sie mit
der Alltagswelt Lichtenbergs nicht zu vergleichen ist.
Die dieser Entwicklung zugrunde liegende Entdeckung, dass transparente Medien wie Wasser und
Glas Licht brechen, war lange bekannt, bevor man feststellte, dass sie auch zu etwas nütze ist.
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