Reflexion am ebenen Spiegel, virtuelles Bild, Kern- und Halbschatten
NaturwissenschaftenLicht und SchallAlter 12–13Virtuelles Labor
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Als Nächstes in Licht und Schall
Modus Reflexion: Ziehen Sie die Lichtquelle S, um den Einfallswinkel zu ändern; reflektierter Strahl, Lot und die beiden Winkel i und i′ werden sofort gezeichnet und gemessen (Reflexionsgesetz: i′ = i). Verlängert man die beiden reflektierten Strahlen rückwärts, schneiden sie sich im virtuellen Bild S′, das spiegelsymmetrisch zu S liegt – S und S′ sind gleich weit vom Spiegel entfernt. Modus Schatten: Ziehen Sie das Hindernis oder die Lichtquelle; eine punktförmige Quelle erzeugt nur einen Kernschatten, eine ausgedehnte Quelle zusätzlich einen Halbschatten auf dem Schirm.
Lektion: Reflexion des Lichts; Bilder am ebenen Spiegel; Lichtausbreitung (Kern- und Halbschatten)
Was sie zeigt
Licht breitet sich geradlinig aus, und dieses Modell erklärt mit dieser einen Idee sowohl Spiegelbilder als auch Schatten. Am ebenen Spiegel gilt das Reflexionsgesetz: Einfallender Strahl, Lot und reflektierter Strahl liegen in einer Ebene, und der Reflexionswinkel ist gleich dem Einfallswinkel. Die reflektierten Strahlen laufen auseinander, daher verlängert das Auge sie nach hinten zu einem virtuellen Bild S′ hinter dem Spiegel, genauso weit dahinter wie die Quelle davor. Hinter einem Hindernis erzeugt eine punktförmige Quelle einen scharfen Kernschatten, eine ausgedehnte Quelle zusätzlich einen Halbschatten – dieselbe Geometrie wie bei totalen und partiellen Finsternissen.
So funktioniert es
Beginnen Sie im Modus Reflexion am ebenen Spiegel und schalten Sie Lot und Winkelmessung anzeigen ein. Wählen Sie einen Wert für Anfänglicher Einfallswinkel, ziehen Sie S an verschiedene Stellen und vergleichen Sie jeweils i und i′. Schalten Sie Virtuelles Bild S′ und verlängerte Strahlen anzeigen ein und bringen Sie S näher an den Spiegel: d′ bleibt stets gleich d. Stellen Sie dann den Modus auf Kernschatten – Halbschatten, ziehen Sie das Hindernis zwischen Quelle und Schirm und vergleichen Sie punktförmige und ausgedehnte Lichtquelle.
Einstellbare Parameter
- Modus Reflexion am ebenen Spiegel, Kernschatten – Halbschatten
- Anfänglicher Einfallswinkel 0–85 °
- Lot und Winkelmessung anzeigen
- Virtuelles Bild S′ und verlängerte Strahlen anzeigen
- Lichtquelle (Schattenmodus) Punktförmige Lichtquelle (klein), Ausgedehnte Lichtquelle
Fragen zum Erkunden
- In welche Richtung verläuft der reflektierte Strahl, wenn der Einfallswinkel 0° beträgt?
- Wenn Sie S um 5 cm näher an den Spiegel bringen, wie weit und in welche Richtung verschiebt sich das Bild S′?
- Warum erzeugt eine ausgedehnte Lichtquelle einen Schatten mit unscharfem Rand, eine punktförmige Quelle dagegen einen scharfen?
