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Übungen: Streuung und Brechung von Licht

Vorhersagen, wohin der Strahl beim Wechsel des Stoffes knickt — und warum der Strohhalm im Glas geknickt aussieht.

Zum NachschlagenZurück zur ErklärungStreuung und Brechung von Licht — Erklärung und Simulation noch einmal nachlesen.
Fortschritt
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1

Wohin knickt der Strahl?

AFB I

Ein Lichtstrahl trifft schräg auf die Grenze zwischen zwei Stoffen. Sortiere die Übergänge danach, wie der Strahl gebrochen wird.

Ziehe die Karten in den passenden Korb — oder wähle eine Karte mit Tab und Enter und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1zum Lot hin gebrochen
2vom Lot weg gebrochen
3kein Knick
Die Regel in einem Satz: Ins optisch dichtere Material hinein wird zum Lot hin gebrochen, heraus wird vom Lot weg gebrochen. Zwei Sonderfälle knicken gar nicht: der senkrechte Einfall und der Weg mitten durch einen einzigen Stoff.
Sortiere die Stoffe zuerst nach optischer Dichte: Luft < Wasser < Glas < Diamant.
Frage dich dann nur noch: Geht der Strahl ins dichtere oder ins dünnere Material?
2

Stimmt das?

AFB I

Entscheide bei jeder Aussage, ob sie korrekt ist.

Tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“. Danach erscheint die Begründung.
Aussage 1 von 6

Drei stimmen, drei nicht. Merke dir besonders die letzte: Wasser lässt Dinge flacher und näher erscheinen — deshalb sind Nichtschwimmerbereiche oft tiefer, als sie aussehen.
Bei zwei Aussagen geht es nicht um das Licht selbst, sondern darum, was dein Gehirn daraus macht.
3

Welches Phänomen steckt dahinter?

AFB II

Ordne jeder Alltagsbeobachtung die passende Ursache zu.

Wähle in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
BeobachtungUrsacheWo passiert es?
Der Strohhalm im Glas sieht geknickt aus
Du siehst diese Buchseite aus jedem Winkel
Du siehst dein Gesicht im Badezimmerspiegel
Hinter dem Baum liegt ein scharf begrenzter Schatten
Vier Phänomene, vier verschiedene Orte. Wenn du in einer Aufgabe nicht weiterweißt, frage dich zuerst: Wechselt das Licht hier den Stoff? Nur dann kommt Brechung überhaupt infrage.
Zwei der vier Beobachtungen haben mit der Oberfläche zu tun, eine mit dem Stoffwechsel des Lichts, eine mit dem geraden Weg.
4

Der Fisch im Teich

AFB II

Spiele die Szene Schritt für Schritt durch und wähle jeweils die richtige Erklärung.

Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
    Der Denkschritt, auf den es ankommt, ist der dritte: Dein Gehirn kennt keine Brechung. Es verlängert jeden ankommenden Strahl einfach geradlinig nach hinten — und genau daraus entstehen alle diese optischen Täuschungen.
    Zeichne den Weg des Lichts vom Fisch zu deinem Auge — mit einem Knick an der Oberfläche.
    5

    Trickaufgabe: Wie tief sieht das Becken aus?

    AFB III

    Ein Schwimmbecken ist genau 150 cm tief. Du schaust von oben senkrecht hinein. Schätze: Wie tief erscheint der Boden?

    Schiebe den Regler auf deine Schätzung — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen siehst du den Trefferbereich.
    0 cm200 cm
    Der Boden erscheint nur rund 113 cm tief, also etwa drei Viertel der echten Tiefe. Das ist der Grund für eine der häufigsten Badeunfall-Ursachen: Wer ins Wasser springt, weil es „flach aussieht“, landet deutlich tiefer als gedacht.
    Sieht Wasser Dinge tiefer oder flacher erscheinen lassen? Denk an den Strohhalm.
    Die scheinbare Tiefe beträgt bei Wasser etwa drei Viertel der echten Tiefe.