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Technik im Physikunterricht - Technische Universität Braunschweig

Technik im Physikunterricht - Technische Universität Braunschweig

Abbildung 46:

Abbildung 46: Freihandversuch zur Entstehung von hellen Streifenmustern auf dem Grund von Gewässern (aus Schlichting 1999). Die Ursache für die hellen Streifen und die dunklen Gebiete dazwischen ist einfach zu verstehen. Das Glas ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich dick und besitzt daher eine gekrümmte Oberfläche. Die konvexen Bereiche der Oberfläche wirken ähnlich wie eine Sammellinse und bündeln das einfallende Licht. Die entsprechenden Stellen auf der Wand oder Leinwand erscheinen daher heller als die Umgebung. Umgekehrt wirken die konkaven Stellen der Glasoberfläche ähnlich wie eine Sammellinse und zerstreuen das einfallende Licht. Dahinter entsteht ein dunkler Bereich. Im Unterricht wird der beschriebene Effekt schon seit jeher benutzt, ohne dass man ihn normalerweise thematisiert: Die von unten durchleuchtete Wellenwanne liefert nur deshalb ein hell-dunkles Bild des Wellenmusters an Decke oder Wand, weil Wellenberge bzw. –täler in gleicher Weise fokussierend bzw. zerstreuend wirken. 46

Abbildung 47: Sonnentaler im Freien (Quelle: http://leifi.physik.uni-muenchen.de/) b) Sonnentaler im Klassenzimmer Sonnentaler kann man im Freien oft unter Bäumen beobachten, wenn die Sonne durch Lücken im Blattwerk fällt. Das Erstaunliche daran: Obwohl die Lücken im Blattwerk ja völlig irregulär Formen haben, besitzen die Lichtflecke auf dem Boden ausnahmslos eine runde bzw. elliptische Gestalt. Die Erklärung des Phänomens ist wieder einfach: Es handelt sich um Lochkamera-Bilder der Sonne. Zur experimentellen Demonstration des Effekts im Klassenzimmer schlägt Schlichting vor, in schwarze Pappe eine Öffnung eines Dreiecks, einer Sichel, eines Y o.ä. zu schneiden. Mit Diarähmchen baut man sich ein selbstgemachtes „Dia“ und schiebt dies ein einen Diaprojektor, dessen Objektiv man vorher entfernt hat. Auf diese Weise verschafft man sich eine geeignete ausgedehnte Lichtquelle, die die Rolle der Sonne übernimmt. Abbildung 48: Die „Löcher im Blattwerk“ werden aus Pappe geschnitten (Quelle: Schlichting 1999) Ebenfalls aus schwarzer Pappe schneidet man verschieden geformte „Löcher im Blattwerk“ (Abbildung 48). Bringt man die so hergestellte Blende in den Strahlengang des Diaprojektors, erscheinen auf einer weit entfernten Wand „Sonnentaler“: Lichtflecke nicht in der Form der 47

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