Geht ein Lichtstrahl durch ein Prisma, so wird er zweimal zur Basis hin gebrochen. Seine Ablenkung ist umso stärker, je grösser der brechende Winkel ist.
Licht breitet sich geradlinig nach allen Seiten aus. Wenn man nun eine Schachtel, in die Löcher gebohrt wurden, über ein leuchtendes Lämpchen stülpt und etwas Staub oder Rauch dr¸berstreut, sieht man, wie sich das Licht ausbreitet. Es ist schon seit Beginn der Menschheit sehr wichtig, gute Lichtquellen zu finden. Es gibt viele verschiedene Lichtquellen:
Licht braucht Zeit, zum sich ausbreiten. Es geht aber sehr schnell. Das Licht legt in einer Sekunde 299 792 km zurück. Die Lichtgeschwindigkeit ist von allen Geschwindigkeiten die schnellste. (Das Sonnenlicht braucht ca. 8 Minuten, bis es auf der Erde ankommt.)
Was geschieht, wenn Licht auf Gegenstände trifft? Beim schwarzen Theater sieht man nur Hände, Füsse und Gesichter. Die Spieler tragen am übrigen Körper schwarze Kleidung. Da dunkle Farben das Licht verschlucken (absorbieren), scheint es so, als ob es gar nicht da wäre.
Jeder Gegenstand absorbiert Licht. Die meisten jedoch nicht alles. Also werfen sie fremdes Licht teilweise zurück. Man sagt, sie reflektieren das Licht. Trifft Licht auf eine raue Fläche, reflektiert das Licht in alle Richtungen. Trifft es jedoch auf eine glatte Fläche, wird es nur in eine Richtung reflektiert. Dies geschieht bei polierten Metallflächen, bei lackierten Gegenständen, bei Glas und vor allem an der Fläche eines Spiegels.
Wir sehen mit unseren Augen. Wir sehen nur, wenn Licht in unsere Augen fällt: Licht kommt direkt von den Lichtquellen, oder es wird von Gegenständen reflektiert. Wir sehen also dank der Lichtreflexion der Gegenstände. Ihre Farbe hängt davon ab, welches Licht sie absorbieren und welches sie reflektieren. Ein Körper, der uns rot erscheint, absorbiert andere Farben, als ein Körper, der uns gelb erscheint.
In dünnen Glasfäden (Glasfasern) wird das Licht am ausbrechen gehindert, weil es jeweils sehr flach einfällt, es wird total reflektiert, bleibt gefangen und kann so in voller Stärke am Ziel ankommen. Moderne Telefonleitungen und Fernsehkabel bestehen aus solchen Glasfasern.
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Geht ein Lichtstrahl durch ein Prisma, so wird er zweimal zur Basis hin gebrochen. Seine Ablenkung ist umso stärker, je grösser der brechende Winkel ist. |
Befinden sich viele Regentropfen in der Luft, so kann man mit dem Rücken zur Sonne den Regenbogen beobachten. In den Wassertröpfchen wird das Sonnenlicht gebrochen und zerlegt. Man sieht dadurch die Spektralfarben unter verschiedenen Blickwinkeln. Das rote Licht stammt von anderen Tröpfchen als das blaue oder das grüne.
Diese Grafik zeigt das ungefähre Spektrum des sichtbaren Lichts. Jede Farbe hat eine andere Wellenlänge. Die Empfindlichkeit des Auges ist im grüngelben Bereich am höchsten. Daher werden diese Farben bei gleicher Intensität als heller wahrgenommen. Begrenzt wird das sichtbare Spektrum durch den Ultraviolett-Bereich bei niedrigen Wellenlängen und den Infrarot-Bereich bei hohen Wellenlängen.
Die Linse projiziert ein Bild aller einfallenden Lichtstrahlen auf dem Film. Beim Auge projiziert die Linse dieses Bild auf die Netzhaut.
Wenn man eine Linse in lauter kleine Stücke zerlegt, kann man den Strahlengang erklären. Die Linsenstückchen sind lauter kleine Prismen, denen man bis auf die Endstücke, die Spitze abgeschnitten hat. In der Mitte befindet sich eine planparallele Platte.
Lässt man parallele Lichtstrahlen auf Linsen fallen, so findet man bei einer Sammellinse einen Punkt, in dem sich alle Lichtstrahlen treffen. Das ist der Brennpunkt. Die Zerstreuungslinse hat keinen wirklichen Brennpunkt.
Betrachtet man Gegenstände durch ein Prisma, so haben sie farbige Ränder. Weises Licht wird durch die Brechung an einem Prisma in ein Farbband (das Spektrum) zerlegt. Die Spektralfarben sind die "Regenbogenfarben" Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Violett. Weisses Licht ist aus allen Spektralfarben zusammengesetzt. Hält man also eine Sammellinse an die Stelle des Schirms, so lässt sich das Spektrum im Brennpunkt (II) wieder zu einem weissen Lichtfleck vereinigen.
