MINT lernen

Interaktive Übungen

5.0.1 Geradlinige Lichtausbreitung und Schatten

Fünf Aufgaben zum Anklicken, Ziehen und Rechnen — jede mit sofortiger Rückmeldung und Erklärung.

Fortschritt
0 / 5 Aufgaben
1Die Grundaussagen ordnenAFB I

Vervollständigen Sie den Text mit den Bausteinen aus der Wortbank. Zwei Bausteine bleiben übrig.

Baustein anklicken, dann Lücke anklicken — mit Tab und Enter geht es genauso.

In einem Medium breitet sich Licht aus. Der Lichtstrahl ist dabei kein Gegenstand, sondern ein für die Achse eines sehr dünnen Lichtbündels. Sichtbar wird ein Körper nur, wenn Licht von ihm in unser gelangt. Hinter einem undurchsichtigen Körper liegt bei einer punktförmigen Lichtquelle allein der ; bei einer ausgedehnten Lichtquelle legt sich ringsherum zusätzlich der darum.

Übrig bleiben „gekrümmten“ und „Messgerät“. Beide passen nicht: Gekrümmte Lichtwege gibt es nur in Medien mit örtlich wechselnder Brechzahl (Luftspiegelung), und der Lichtstrahl ist ein Denkmodell, kein Gerät.
2Richtig oder falsch?AFB I

Entscheiden Sie für jede Aussage, ob sie zutrifft. Nach jeder Antwort erscheint die Begründung.

Sechs Aussagen zur Lichtausbreitung und zum Schatten.
Aussage 1 von 6

Zwei Merksätze reichen für alle sechs Aussagen: Der Lichtstrahl ist ein Modell — und die Art der Schattengrenze hängt allein davon ab, ob die Quelle punktförmig oder ausgedehnt ist.
3Bauteile im SchattenversuchAFB II

Klicken Sie das gesuchte Bauteil im Schema an. Mit der Tastatur: Tab zum Wandern, Enter zum Auswählen.

Fünf Fragen zu einem Schattenversuch mit ausgedehnter Lichtquelle.

ausgedehnte Lichtquelleundurchsichtiger KörperSchirmKernschattenHalbschatten
Die Reihenfolge im Versuch ist immer dieselbe: Quelle → Körper → Schirm. Kern- und Halbschatten sind keine Bauteile, sondern Bereiche auf dem Schirm — der eine sieht gar nichts von der Quelle, der andere nur einen Teil.
4Schattengröße berechnenAFB II

Eine punktförmige Lampe beleuchtet eine kreisrunde Scheibe mit dem Durchmesser G = 6,0 cm. Die Scheibe steht g = 0,40 m von der Lampe entfernt, der Schirm b = 1,60 m. Berechnen Sie Schritt für Schritt.

Erst den Vergrößerungsfaktor, dann die Größe — jeder Schritt schaltet den nächsten frei.
  1. Um welchen Faktor ist der Schirmabstand größer als der Scheibenabstand? (b geteilt durch g)
  2. Wie groß ist der Schattendurchmesser auf dem Schirm?cm
  3. Wie weit müsste der Schirm von der Lampe stehen, damit der Schatten nur 15 cm groß ist?m
Lampe, Scheibenrand und Schattenrand liegen auf einer Geraden — Scheibe und Schatten sind deshalb zentrisch ähnlich: B : G = b : g. Damit ist B = 6,0 cm · 4 = 24 cm. Für B = 15 cm folgt b = g · B : G = 0,40 m · 15 : 6,0 = 1,0 m — der Schirm muss also näher heran.
5Zwei Lampen, ein KörperAFB III

Ein Stab wird von zwei getrennten punktförmigen Lampen beleuchtet. Auf dem Schirm sieht man drei unterschiedlich helle Bereiche. Beurteilen Sie, welche Aussagen zutreffen — es sind mehrere richtig.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden.
Jede Lichtquelle erzeugt ihren eigenen Schatten. Wo sich zwei Kernschatten überdecken, ist es wirklich dunkel; wo nur einer liegt, leuchtet die andere Lampe noch hinein. Genau das ist der Halbschatten im Kleinen: Eine ausgedehnte Lichtquelle ist nichts anderes als unendlich viele solcher Punktquellen nebeneinander.