experiment reflexion des lichts

Lichtreflexion

Heimversuche zum spiegel.

Im Spiegel schreiben

Du benötigst

• Spiegelfliesen
• evtl. doppelseitiges Klebeband
• z.B. Bücher und große Pappe zum Verdecken

Aufbau und Durchführung Der Aufbau der Versuchsanordnung erfolgt wie im Foto dargestellt. Unter dem Aufbau verdeckt liegen Stift und Papier bereit.

Arbeitsauftrag Schreibe, während du in den Spiegel siehst etwas auf das Papier, sodass es im Spiegel lesbar ist! Versuche es einmal mit deinem Namen oder einem der folgenden Wörter:

• SPIEGELSCHRIFT

Interessantes Wusstest du, dass …

• Leonardo da Vinci sämtliche seiner Schriften in Spiegelschrift verfasst hat?
• „umgeschulte“ Linkshänder häufig mühelos in Spiegelschrift schreiben können?
• Schreibanfänger oft einzelne Buchstaben oder Wörter spontan in Spiegelschrift schreiben, da sie die Form der Buchstaben aber noch nicht deren Orientierung  bzw. die Schreibrichtung verinnerlicht haben?
• Spiegelschrift im Alltag weit verbreitet ist, z. B. bei der Fahrzeugbeschriftung von Polizei, Feuerwehr und Co.?

Die gespiegelte Vorschau der Selfie-Kamera

Nimm dein Smartphone und aktiviere die Frontkamera. Fange nun mit der Vorschau einen Bildausschnitt ein, der Text enthält.

Beschreibe, was dir in der Vorschau auffällt.

Mache nun ein Bild von diesem Ausschnitt und schaue dir das in der Galerie gespeicherte Foto an. Beschreibe, was sich nun verändert hat.

Beobachtung und Erklärung

In der Vorschau wird das Bild vom System gespiegelt dargestellt, um dir Korrekturen zu erleichtern. Bei der Aufnahme wird das Bild dann aber in der Regel richtigherum gespeichert. Bei einigen Smartphones kannst du auch einstellen, dass das Bild gespiegelt gespeichert wird.

Hinweis: Das ganze passiert auch in Videokonferenzen. Das eigene Vorschaubild von dir wird dir spiegelverkehrt angezeigt, Schrift im Hintergrund ist also auch spiegelverkehrt. Anderen Konferenzteilnehmern wird dein Bild jedoch richtig herum angezeigt. Die Teilnehmer können also Schrift hinter dir problemlos lesen.

Schrift spiegeln

• Schriftvorlage siehe rechts
• Glasplatte oder Overheadfolie

Arbeitsauftrag Lege die Vorlage auf den Tisch. Halte die Folie bzw. Glasplatte so, dass man den Schriftzug lesen kann (siehe Foto!) Schreibe Deinen Namen in Spiegelschrift und überprüfe die Richtigkeit mittels Spiegel.

Reflexionsgesetz

• Spiegelkachel mit Doppelklebeband an Vierkantholz befestigt (siehe Foto).
• Laserpointer (Vorsicht ! Nie in den Strahl schauen!).
• Papier mit Winkeleinteilung (Siehe Foto unten)

Arbeitsauftrag

• Spiegelkachel mit sauber auf die Winkeleinteilung stellen.
• Mit Laserpointer bei möglichst abgedunkeltem Raum längs einem Bleistiftstrich den Spiegel am Lotfußpunkt bestrahlen und den Reflex beobachten.
• Tabelle mit Einfallswinkel und Reflexionswinkel erstellen und Ergebnis in qualitativer Form formulieren.

Parallelspiegel

Versuch im video.

Benötigtes Material

• 2 gerade Spiegel (z.B. Spiegelkacheln)
• ein Muffin, ein Donut oder ein sonstiges Objekt zum Betrachten
• evtl. zwei Vierkanthölzer und Klebeband, um dafür zu sorgen, dass die Spiegel gerade stehen bleiben (siehe Abb. 2)

Arbeitsauftrag 1

• Stelle die zwei Spiegel parallel zueinander gegenüber auf (siehe Abb. 2).
• Lege den Muffin oder einen anderen Gegenstand zwischen die beiden Spiegel.
• Schaue knapp über den Rand eines Spiegels und zähle, wie oft du den Gegenstand insgesamt siehst.
• Zusatzfrage: Siehst du den Gegenstand dabei auch immer von der gleichen Seite?

Arbeitsauftrag 2

• Neige nun die Spiegel etwas, so dass die Spiegel nicht mehr ganz senkrecht stehen.
• Beschreibe, was sich dadurch ändert.
• Mache weiter mit dem nächsten Heimversuch "Winkelspiegel"!

Winkelspiegel

• 2 Spiegelkacheln mit Doppelklebeband an Vierkantholz befestigen (siehe Foto).
• Figur oder Stift

Arbeitsauftrag Die zwei Spiegelkachel im Winkel zueinander stellen. Einen Gegenstand dazwischen stellen. Die Zahl der Bilder bestimmen. Den Zusammenhang zwischen Winkel zwischen den Spiegeln und Zahl der zu sehenden Bilder in einem Satz formulieren.

Winkelspiegel - Strahlumlenkung

• 1 Laserpointer (Vorsicht! nicht in den Strahl schauen!)
• Papier mit Winkeleinteilung
• Wand zur Projektion
• Zwei Spiegelkachel im Winkel zueinander stellen, Winkel messen.
• Mit Laserpointer Spiegel so anstrahlen, dass das Laserlicht zweifach reflektiert wird (siehe Foto!)
• Winkel zwischen hinlaufendem und zweifach reflektiertem Strahl bestimmen.
• Zusammenhang zwischen Winkel zwischen den Spiegeln und Winkel zwischen den Strahlen in einem Satz formulieren.

Größe des Spiegelbildes

• Lege einen Maßstab auf den Spiegel.
• Halte den zweiten Maßstab vor deinen Kopf.
• Vergleiche die Größen auf dem Maßstab in der Spiegelebene und dem Maßstab vor deinem Spiegelbild. Ändere den Abstand zum Spiegel.
• Halte das Ergebnis der Beobachtung mit einem Satz fest.

Tripelspiegel

• 1 Spiegelkachel ohne Vierkantholz auf Boden.
• Taschenlampe und/oder Laserpointer (Vorsicht! nicht in den Strahl schauen!)
• Zwei Spiegelkacheln im 90°- Winkel zueinander stellen.
• Dritte Spiegelkachel am Boden, so dass zwischen je zwei Kacheln ein 90°-Winkel ist
• Von verschiedenen Seiten in den Tripelspiegel schauen und beobachten, was man sieht (oberstes Foto).
• In verdunkeltem Raum mit Taschenlampe aus verschiedenen Richtungen in den Tripelspiegel leuchten und beobachten, wo der Reflex an der Wand entsteht (mittleres Foto).
• In halb verdunkeltem Raum mit Laserpointer aus verschiedenen Richtungen in den Tripelspiegel leuchten und beobachten wo der Reflex an der Wand entsteht (mittleres Foto).
• Ergebnis des Versuchs kurz schriftlich festhalten.

Kaleidoskop

Materialbedarf für einfaches spiegel-kaleidoskop.

• 1x Tonpapier (Din-A4)
• Spiegelfolie (z.B. vom Inneren einer Packung Schokoküsse), ersatzweise Alufolie
• Lineal, Schere, Kleber und Tesa

Bau des einfachen Spiegel-Kaleidoskops

Aus dem Tonpapier, dass du später mit Spiegelfolie beklebst, soll ein langes Prisma werden, dessen Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck ist. Dazu zeichnest du auf das Tonpapier zunächst ein Rechteck, z.B. mit der Länge \(a=26\,\rm{cm}\) und der Breite \(b=12\,\rm{cm}\). An eine der beiden langen Seiten ergänzt du noch eine Klebelasche. Nun markierst du dir zwei Faltlinien, eine \(4\,\rm{cm}\), eine \(8\,\rm{cm}\) vom Rand entfernt, sodass du das Papier später zu einer langen Dreieckssäule falten kannst. Nun beklebst du die Seite deines Rechtecks mit der Spiegelfolie, auf denen du die nicht die Faltlinien gezeichnet hast. Jetzt faltest du dein Rechteck mit der Spiegelfolie nach innen zur Dreieckssäule und klebst diese mit der Klebelasche zusammen (evtl. hilft etwas Tesa).

Fertig ist das einfache Spiegel-Kaleidoskop. Halte es nun dicht vor dein Auge und bewundere die vielen bunten Bilder um dich herum.

Anleitung im Video

Zusätzliches material für ein perlen-kaleidoskop.

• 1x leere Küchenrolle
• 1x schwarzes Tonpapier
• Frischhaltefolie
• bunte Perlen oder Plastikplättchen
• Maßband, Zirkel

Bau des Perlen-Kaleidoskops

Miss zuerst den Umfang und die Länge der leeren Küchenrolle und notiere beide Werte. Nun zeichnest du auf das weiße Papier ein Rechteck, dessen lange Seite \(a\) ca. \(1\,\rm{cm}\) kürzer ist, als die Länge der Küchenrolle und dessen kurze Seite \(b\) etwa \(0{,}83\cdot U_{\rm{Rolle}}\)  beträgt. Ergänze noch eine Klebelasche an eine der langen Seite des Rechtecks und schneide es anschließend aus.

Um hieraus eine Dreieckssäule (Prisma mit dreieckiger Grundfläche) zu basteln, markierst du dir mit Bleistift und Lineal zwei Faltkanten parallel zur langen Seite des Rechtecks. Die erste Faltkante hat den Abstand \(\frac{1}{3}\cdot b\) vom unteren Rand, die zweite den Abstand \(\frac{1}{3}\cdot b\).

Nun beklebst du eine Seite des Tonpapiers komplett mit der Spiegelfolie, faltest das Papier entlang der Faltkanten mit der Spiegelfolie nach innen und klebst die Dreieckssäule mit der Klebelasche zusammen. Evtl. hilft hier auch etwas Tesafilm.

Jetzt muss die Dreieckssäule in die Küchenrolle. Dazu die Küchenrolle einmal längs aufschneiden, Dreieckssäule rein und mit Tesa fixieren.

Nun schneidest du noch aus dem schwarzen Tonpapier vier Kreise aus, die vorne und hinten genau auf die Küchenrolle passen. In die zwei der Kreise schneidest du noch ein kreisrundes Loch mit einem Radius von \(2\,\rm{cm}\), in die anderen beiden ein Loch mit einem Radius von \(1\,\rm{cm}\). Hier hilft dir der Zirkel.

Jeweils zwischen die beiden Kreisringe mit gleich großem Innenloch klebst du nun möglichst glatt Frischhaltefolie, sodass du durch diese wie durch ein Fenster durchschauen kannst. Jetzt füllst du ein paar bunte Perlen oder Plastikplättchen in das Innere der Dreieckssäule und verschließt beide Enden, indem du die beiden Kreisringe oben und unten an der Küchenrolle befestigst.

Jetzt ist das Perlen-Kaleidoskop.fertig und du kannst durch die größere Öffnung in dein Kaleidoskop schauen und viele bunte Bilder bestaunen.

Großes Demonstrationskaleidoskop

Benötigtes Gerät

• 3 Spiegelkacheln mit Doppelklebeband an Vierkantholz befestigen und als dreiseitiges offenes Prisma mit gleichseitigem Dreieck als Grundfläche gegeneinander stellen (siehe Foto).
• Einige wenige Körper
• Stelle drei Spiegelkachel im 60°- Winkel zu einem oben offen dreiseitigen Prisma auf.
• Stelle ein paar bunte Körper in das Innere des Prismas.
• Schau direkt von oben (möglichst nahe über den Spiegeln) in das Innere und betrachte die diversen Spiegelbilder.
• Versuche deine Beobachtungen kurz schriftlich festzuhalten.

Reflektoren

• Diverse Reflektoren.
• verdunkelbarer Raum, weiße Wand

Arbeitsaufträge

• Stelle die Reflektoren vor die Wand, und zwar mit der reflektierenden Seite zur Wand.
• Bestrahle die Reflektoren mit der Taschenlampe und/oder dem Laserpointer von der Wandseite her und beobachte den Reflex an der Wand.
• Verändere die Position des Reflektors und der Lampe und beobachte die Auswirkungen auf den Reflex.
• Halte die Ergebnisse der Versuche kurz schriftlich fest.

Panoramafoto

Die meisten von euch werden die Panoramafunktion einer digitalen Kamera oder eines Smartphones schon einmal ausprobiert haben. Dabei werden mehrere Fotos zu einem großen Bild zusammengerechnet.

Bei diesem Experiment werdet ihr mit Hilfe der Reflexion des Lichts an einer gekrümmten Fläche (einem sogenannten Wölbspiegel ) mit einem einzigen Foto ein komplettes 360° Panorama erstellen.

Ihr benötigt die folgenden Materialien:

• eine Weihnachtskugel, möglichst groß und hell (zur Not geht auch eine blaue oder rote Weihnachtskugel, aber am besten funktioniert es mit einer schönen silbernen)
• eine Fotokamera
• einen Computer
• Software um das Bild zu bearbeiten (wir haben die kostenlose Software GIMP verwendet, https://www.gimp.org/downloads/ )

Vorheriger Versuch

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Langenhorner Chaussee 384

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T. +49 40 533295-0

F. +49 40 533295-77

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Reflexion von licht ¶.

Gegenstände können, je nach Material und Art der Oberfläche, einen Teil des auf sie fallenden Lichts zurückwerfen. Diesen Vorgang nennt man Reflexion.

Wird (fast) das gesamte auf einen Gegenstand fallende Licht reflektiert, so spricht man von einer Spiegelung. Je nach Form und Struktur der spiegelnden Oberfläche unterscheidet man zwischen ebenen und gewölbten sowie zwischen glatten und rauhen Spiegeln.

Der ebene Spiegel ¶

Jede glatte, ebene Fläche (beispielsweise eine glatte Metallplatte, eine ruhige Wasseroberfläche, eine Fensterscheibe usw.) wirkt wie ein ebener Spiegel. Während eine blank polierte Metalloberfläche das gesamte einfallende Licht zurückwirft, wird von Glas oder Wasser nur einen Teil des einfallenden Lichts reflektiert. Spiegel aus Glas sind daher gewöhnlich auf der Rückseite schwarz lackiert oder mit einer Licht undurchlässigen, dunklen Schicht versehen.

Das Reflexionsgesetz

Für ebene Spiegel gilt das Reflexionsgesetz: Jeder auftreffende Lichtstrahl verlässt den Spiegel im gleichen Winkel, wie er aufgetroffen ist.

Reflexion eines Lichtstrahls an einem ebenen Spiegel.

Vertauscht man in den Abbildungen Reflexionsgesetz beziehungsweise Bildentstehung an einem ebenen Spiegel den Ort des Auges mit dem Ort der Lichtquelle, so ändert sich das Versuchsergebnis nicht. Allgemein gilt in der Optik: Jeder Lichtstrahl kann seinen Weg stets auch in umgekehrter Richtung durchlaufen.

Bildentstehung am ebenen Spiegel

In einem Spiegel zeigt sich ein Bild der Gegenstände, die sich vor dem Spiegel befinden. Die entstehende Bild lässt sich zeichnerisch anhand des Reflexionsgesetzes (am besten mit Lineal und Winkelmesser) konstruieren.

Bildentstehung an einem ebenen Spiegel.

Gegenstandsgröße und Bildgröße an einem ebenen Spiegel.

Insgesamt gilt somit für ebene Spiegel:

• Der Gegenstand und sein Bild liegen symmetrisch zur Spiegelfläche.
• Das Bild ist ebenso groß wie der Gegenstand.

Direkte und diffuse Reflexion ¶

Die Reflexion von Lichtstrahlen an einem ebenen, glatten Spiegel wird direkte Reflexion genannt. Treffen Lichtstrahlen allerdings auf einen ebenen Spiegel mit einer rauhen Oberfläche, so spricht man von einer diffusen Reflexion: Das Licht wird, wie in Abbildung Direkte und diffuse Reflexion (rechtes Bild) nach dem Reflexionsgesetz in verschiedene Richtungen zurückgeworfen („gestreut“).

Verlauf der Lichtstrahlen bei direkter und diffuser Reflexion.

Ein bekanntes Beispiel für diffuse Reflexion ist der matte Glanz von nicht blank polierten Metall-Oberflächen; fein verteilte Wassertropfen in der Luft (Wolken, Nebel) oder Eiskristalle im Schnee haben einen ähnlichen Effekt. Je kleiner die einzelnen Spiegelflächen einer rauhen Oberfläche sind, desto stärker wird das Licht gestreut – häufig ist dabei überhaupt kein Spiegelbild mehr erkennbar.

Gekrümmte Spiegel ¶

Ist die Spiegelfläche gekrümmt, so gilt das Reflexionsgesetz für jede einzelne Stelle des Spiegels. Eine gute Vorstellung für einen gekrümmten Spiegel bietet eine Disko-Kugel, die mit zahlreichen kleinen Spiegelflächen das einfallende Licht kugelförmig in den Raum reflektiert.

Eine Disko-Kugel als Wölbspiegel.

Um die Entstehung der Bilder an einem gekrümmten Spiegel beschreiben zu können, verwendet man folgende Begriffe:

Scheitelpunkt:

Der Mittelpunkt der spiegelnden Fläche wird Scheitelpunkt genannt.

Optische Achse:

Die Gerade, die senkrecht zur Spiegelebene verläuft und durch den Scheitelpunkt geht, heißt optische Achse. Alle Strahlen, die parallel zur optischen Achse verlaufen, werden Parallelstrahlen genannt.

Brennpunkt (Fokus):

Alle auf den Spiegel treffenden Parallelstrahlen werden so reflektiert, dass sie sich in einem Punkt schneiden. Dieser Punkt liegt auf der optischen Achse und heißt Brennpunkt (Fokus) . Der Abstand des Brennpunkts zum Scheitelpunkt wird Brennweite genannt. Bei einem kugelförmigen Hohlspiegel ist die Brennweite gleich der Hälfte der Strecke zwischen dem Mittelpunkt und dem Scheitelpunkt :

Mittelpunkt:

Der Mittelpunkt des Kreises, aus dem man sich den Wölbspiegel herausgeschnitten denken kann, liegt ebenfalls auf der optischen Achse. Strahlen, die auf der Innenseite des Kreises durch den Mittelpunkt gehen, werden stets auf sich selbst abgebildet.

Markante Punkte für die Bildentstehung an einem gekrümmten Spiegel.

Je nachdem, welche Seite eines gekrümmten Spiegels dem Licht zugewandt ist, unterscheidet man zwischen einem Wölb- und einem Hohlspiegel.

Bildentstehung an einem Wölbspiegel

Ein Wölbspiegel (auch „Konvexspiegel“ genannt) erzeugt stets aufrechte, verkleinerte Bilder. Nähert man einen Gegenstand an die Spiegelfläche an, so wird das Bild des Gegenstands größer, bleibt dabei jedoch kleiner als das Original.

Bildentstehung an einem Wölbspiegel.

Da die Abbildungen eines Wölbspiegels nicht nur aufrecht und verkleinert, sondern auch seitenrichtig sind, werden sie häufig (beispielsweise im Straßenverkehr) zum Überblicken eines größeren Raumbereichs eingesetzt. Sie erlauben dabei sogar einen „Blick um die Ecke“: Egal ob man in Abbildung Bildentstehung an einem Wölbspiegel von schräg oben oder unten auf den Spiegel blickt, die Lichtstrahlen scheinen immer vom verkleinerten Bild der Kerze auf der Rückseite des Spiegels zu stammen.

Bildentstehung an einem Hohlspiegel

Bei einem Hohlspiegel („Konkavspiegel“) hängen der Ort und die Größe des erscheinenden Bildes von der Entfernung des Gegenstands zum Scheitelpunkt des Spiegels ab:

Nähert man einen Gegenstand vom Brennpunkt her einem Hohlspiegel, so nähert sich auch das Bild dem Hohlspiegel. Hohlspiegel erzeugen vergrößerte, aufrechte und seitenvertauschte Bilder der Gegenstände, wenn sie sich innerhalb der Brennweite befinden.

Bildentstehung an einem Hohlspiegel (Gegenstand innerhalb der Brennweite).

SVG: Bildentstehung an einem Hohlspiegel 1

Zur Konstruktion des Bildes zeichnet man die von einem Gegenstandspunkt ausgehenden Bildstrahlen in der umgekehrten Richtung weiter. Dabei muss man beachten, dass Brennpunktstrahlen zu Parallelstrahlen werden und Mittelpunktstrahlen stets senkrecht auf den Spiegel treffen und somit auf sich selbst abgebildet werden. Die Lage des Bildes entspricht dem Schnittpunkt des verlängerten Parallel- beziehungsweise Mittelpunktstrahls auf der Rückseite des Spiegels.

Aufgrund ihrer vergrößernden Wirkung werden flache Hohlspiegel (mit einer großen Brennweite) unter anderem als Kosmetikspiegel verwendet.

Nähert man einen Gegenstand einem Hohlspiegel aus weiter Entfernung, so entfernt sich das Bild vom Hohlspiegel: Hohlspiegel erzeugen umgekehrte, seitenvertauschte Bilder der Gegenstände, wenn sie sich außerhalb der Brennweite befinden.

Bildentstehung an einem Hohlspiegel (Gegenstand außerhalb der Brennweite).

SVG: Bildentstehung an einem Hohlspiegel 2

Zur Konstruktion des Bildes genügen wiederum die von einem Gegenstandspunkt ausgehenden Brennpunkt- und Parallelstrahlen, die durch den Hohlspiegel wiederum auf Parallel- beziehungsweise Brennpunktstrahlen abgebildet werden. Der Schnittpunkt der reflektierten Strahlen entspricht der Lage des Bildes.

Zu diesem Abschnitt gibt es Experimente und Übungsaufgaben .

Spiegelbilder - Reflexion am ebenen Spiegel

Bei der Reflexion wird ein einfallender Lichtstrahl an einer Grenzschicht zweier Medien (z.B. Luft – Glas) in das gleiche Medium zurückgeworfen, man sagt, das Licht wird reflektiert.

Welchen Gesetzmäßigkeiten folgt die Reflexion?

Dazu lassen wir einen Lichtstrahl (ein sehr enges Lichtbündel) auf einen Spiegel fallen. Wir messen den Winkel unter dem das Licht auf den Spiegel trifft (Einfallswinkel) und den Winkel, unter dem das Licht reflektiert wird (Reflexionswinkel).

Einfallswinkel und Reflexionswinkel werden immer gegen das Lot gemessen.

Die Messwerte tragen wir in einer Tabelle ab.

Das Experiment hat gezeigt, dass Einfallswinkel α und Reflexionswinkel ß stets gleich groß waren.

Reflexionsgesetz

Einfallswinkel α und Reflexionswinkel ß sind gleich groß.

Einfallswinkel, Reflexionswinkel und Einfallslot liegen in einer Ebene.

Die Discokugel ist mit vielen kleinen Spiegeln beklebt, die das Licht reflektieren.

Da die Spiegel alle anders ausgerichtet sind, wird das Licht auch in verschiedene Richtungen reflektiert. Für jeden einzelnen Spiegel gilt das Reflexionsgesetz.

Spiegelbilder

Wir kennen Spiegelbilder aus dem täglichen Leben.

• Welche Eigenschaften haben Spiegelbilder?
• Wie entstehen Spiegelbilder?

 Eigenschaften des Spiegelbildes

Lisa beobachtet sich im Spiegel. Dabei fallen ihr die folgenden Eigenschaften des Spiegelbildes auf:

Das Spiegelbild

• ist genauso groß wie sie
• ist genausoweit vom Spiegel entfernt wie Lisa vom Spiegel
• entsteht scheinbar hinter dem Spiegel

Spiegelbilder – verschiedene Spiegelebenen

Die drei unteren Bilde zeigen den Weihnachtsmann, der jeweils in einer anderen Ebene gespiegelt wird. An den Bildern können wir erkennen, dass Aussagen dazu, „ was ein Spiegel tauscht „, nicht möglich sind. Aussagen zum Tauschen von „oben/unten“, „links/rechts“ oder „vorne/hinten“ hängen stets von der Spiegelebene und der Position ab. 

Wir können aber feststellen:

• ist genauso groß wie der Gegenstand
• ist genausoweit vom Spiegel entfernt wie der Gegenstand 

Konstruktion des Spiegelbildes

Auf der folgenden Seite findet ihr eine weitergehende Erklärung zur Konstruktion des Spiegelbildes und einige Kontrollfragen.

Sind die folgenden Bilder echt?

Begründe für jedes Bild, warum es sich nicht um ein Spiegelbild handelt.

Wie gehen wir dabei vor?

Wenn wir nachweisen wollen, dass es sich um ein Spiegelbild handelt, dann müssen wir die drei Bedingungen für Spiegelbilder

• ist genausoweit vom Spiegel entfernt wie der Gegenstand

überprüfen. Nur wenn alle Bedingungen erfüllt sind, handelt es sich um ein Spiegelbild.

Andersherum ist es einfacher. Wenn wir gezeigt haben, dass nur eine Bedingung nicht erfüllt ist, dann ist es kein Spiegelbild.

Kann Mia Tom im Spiegel sehen?

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Reflexion von Lichtrahlen

Wurdest du schon einmal von einem Gegenstand geblendet ? Zum Beispiel von einer Armbanduhr oder einem Geodreieck?

Dann hast du sicherlich bemerkt, dass sich mit der Bewegung des Gegenstandes auch die Richtung des Lichtstrahls geändert hat.

Das liegt an der Reflexion des Lichtes , die auch dafür verantwortlich ist, dass wir uns zum Beispiel im Spiegel sehen können.

In welchem Winkel wird Licht reflektiert?

Warum können wir uns im Spiegel sehen?

simpleclub erklärt dir, was du zur Lichtreflexion wissen solltest!

Reflexion einfach erklärt

Die Winkel werden immer in Abhängigkeit vom Lot der Grenzfläche angegeben.

Grundregel der Reflexion:

Man unterscheidet zwei Arten der Reflexion:

• Regelmäßige Reflexion (Spiegelung)
• Unregelmäßige Reflexion (Streuung)

Reflexion von Lichtstrahlen Definition

Trifft ein Lichtstrahl auf ein lichtundurchlässiges Medium , so wird das ganze Licht an der Grenzfläche reflektiert (zurückgeworfen) .

Spiegelung einfach erklärt

Auf einer glatten Grenzfläche bzw. Oberfläche werden die parallelen Lichtstrahlen auch wieder parallel reflektiert. Dadurch können wir an einer glatten Oberfläche (z. B. einem Spiegel) Bilder von Objekten sehen.

Die reflektierende Fläche selbst ist nicht sichtbar!

Achtung: Keine Oberfläche ist wirklich ganz glatt. Aber ist die Unregelmäßigkeit im Verhältnis zur Wellenlänge des Lichts sehr klein, reflektiert die Oberfäche das Licht regelmäßig und wir nehmen sie als glatt wahr.

Spiegel Funktion

Wenn die Lichtstrahlen von einem Gegenstand ausgehend an einer glatten Oberfläche reflektiert werden und in unser Auge fallen, sehen wir ein Spiegelbild des Gegenstands.

Das passiert, weil unser Gehirn annimmt, dass Lichtstrahlen sich immer geradlinig ausbreiten. Daher verlaufen die Strahlen für uns so, als ob sie von einem Gegenstand hinter der Spiegelfläche ausgingen.

Es entsteht ein virtuelles Bild , das scheinbar hinter der Spiegeloberfläche liegt. Und zwar in gleicher Entfernung vom Spiegel wie der Gegenstand vor dem Spiegel.

Der Gegenstand und sein Spiegelbild sind achsensymmetrisch zur Spiegelfläche .

Nutze den Übungstest, um zu sehen, wie gut du das Thema verstehst. Wenn du dich bereit fühlst, kannst du dich selbst testen und sehen, welche Note du bekommen würdest!

Ist die reflektierende Grenzfläche bzw. Oberfläche rau , werden die parallel einfallenden Lichtstrahlen in alle möglichen Richtungen reflektiert.

Das ist dann eine "diffuse Reflexion" oder "Streuung" . Deshalb sieht hier der Beobachter keine Spiegelung, sondern den beleuchteten Gegenstand selbst.

Mit Hilfe der Streuung können wir Objekte sehen, die nicht von selbst leuchten.

Beispiele Reflexion

Einfallswinkel.

Wie groß ist bei der Reflexion an einem Spiegel der Einfallswinkel, wenn der Winkel zwischen reflektiertem Strahl und Spiegel 40° beträgt?

Der Ausfallswinkel wird immer im Abstand zum Lot angegeben. Das Lot steht senkrecht zum Spiegel, also ist der Ausfallswinkel 50°.

Der Einfallswinkel ist immer genauso groß wie der Ausfallswinkel, also beträgt dieser auch 50°!

Nasse Fahrbahn

Warum kann es nur bei nasser Fahrbahn passieren, dass die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs dich blenden, bei trockener Fahrbahn aber nicht?

Wenn die Straße trocken ist wird das Licht durch den rauen Fahrbahnbelag in alle Richtungen gestreut. Wenn es allerdings regnet wird die Straße nass. Dann wird das Scheinwerferlicht an der glatten Wasseroberfläche gespiegelt und kann entgegenkommende Fahrzeuge blenden.

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Licht wird reflektiert

Ebene Spiegel und Spiegel mit gekrümmter Oberfläche begegnen uns oft im Alltag. Um die Bilder, die diese Spiegel erzeugen, zu verstehen, ist das Verständnis des Reflexionsgesetzes notwendig.

Info für Lehrer*innen

Reflexionsgesetz.

Naturvorgänge werden in der Physik durch Gesetze beschrieben. Wie man zu solchen allgemein gültigen Gesetzen kommt, soll schrittweise erarbeitet werden.

Versuche die Billardkugel ins Loch zu versenken! Dabei muss die Kugel vorher die Wand berühren.

Dort, wo die Kugel die Wand berührt, wird eine auf die Wand senkrechte Linie eingezeichnet. Die senkrechte Linie nennt man Lot . Betrachtet man den Winkel des einfallenden Weges des Balls zum Lot und jenen des Wegs, den der Ball nach der Reflexion nimmt zum Lot, dann stellt man fest, dass diese beiden Winkel gleich groß sind. Kurz formuliert:

Einfallswinkel ist gleich Reflexionswinkel .

Wiederhole nun das Spiel mit einem Lichtstrahl!

Dort, wo der Lichtstrahl die Wand berührt, wird ein auf die Wand senkrechtes Lot eingezeichnet. Auch für Licht ist

Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel .

So wie die Billardkugel von der Wand reflektiert wird, macht das der Spiegel mit dem Lichtstrahl.

Mit dem eingezeichneten Lot auf die Spiegelebene erkennt man das Reflexionsgesetz:

Beleuchtet man mit einer Taschenlampe eine weiße Fläche, die nicht spiegelglatt ist, dann wird das Licht gestreut . Man nennt diese Art der Reflexion auch diffuse Reflexion. Betrachtet man die Reflexionsfläche durch die Lupe, dann sieht man, dass sich eine diffuse Reflexion aus sehr vielen regulären, aber in unterschiedliche Richtungen erfolgende, Reflexionen zusammensetzt.

Die meisten Oberflächen streuen Licht. Dadurch können wir ihre Oberfläche sehen.

Ebene Spiegel

Ein Spiegel besteht aus einer extrem glatten Metallschicht, die auf einer Seite durch eine Lackschicht geschützt ist. An der Vorderseite befindet sich durchsichtiges Glas. Als Metall verwendet man Aluminium oder Silber. Damit eine reguläre Reflexion stattfinden kann, muss die „Rauheit“ der Metallschicht kleiner als die halbe Wellenlänge des Lichts sein. Also der Unterschied zwischen „Berg“ und „Tal“ der Unebenheiten ist geringer als rund 250 nm .

Wie entsteht das Spiegelbild?

Durch einen Spiegel kann man ein Bild erzeugen. Die Lichtstrahlen, die vom Körper ausgehend zum Spiegel gelangen, werden dort gemäß des Reflexionsgesetzes ins Auge geschickt und der Sinneseindruck gelangt dann in das Sehzentrum des Gehirns.

Bewege die Person oder den Lichtstrahl vom betrachteten Punkt! Beobachte dabei, wie sich das Spiegelbild verhält!

Das Gehirn interpretiert nun den ankommenden Sinneseindruck dadurch, dass es die Lichtstrahlen gedanklich verlängert und glaubt nun, dass sich das Bild der Person hinter der Spiegelebene befindet. Das Spiegelbild ist eigentlich eine Wahrnehmungstäuschung. Weil es ein Bild ist, das eigentlich nur gedanklich entsteht, nennt man es virtuelles Bild .

Wie weit hinter dem Spiegel befindet sich das Bild?

Von jedem Punkt eines Körpers geht nicht nur ein Lichtstrahl aus, sondern immer ein Lichtbündel.

Bewege den Gegenstandspunkt und beobachte die Veränderung!

Die Bildkonstruktion zeigt, dass sich der Bildpunkt genauso weit hinter dem Spiegel befindet, wie der Gegenstandpunkt vor dem Spiegel liegt.

Ein ebener Spiegel erzeugt vom Gegenstand ein virtuelles Bild, das genau so weit hinter dem Spiegel erscheint, wie sich der Gegenstand vor dem Spiegel befindet.

Räumliche Lage von Gegenstand und Spiegelbild

Wird die räumliche Lage im Spiegelbild verändert?

Wie muss ein Gegenstand vor dem Spiegel aufgestellt sein, damit das Bild nicht dieselbe Orientierung hat?

Der Gegenstand darf nicht parallel zur Spiegelebene liegen.

Wenn man sich im Spiegel betrachtet und zum Beispiel die rechte Hand in die Höhe hält, dann sieht man im Spiegelbild auch, dass die gehobene Hand rechts ist.

Dass man glaubt, ein Spiegel vertausche rechts mit links, ist ein Trugschluss. Das kannst du an folgendem Beispiel ausprobieren.

Wo siehst du die gehobene Hand im Spiegelbild?

Was hat es dann mit der Spiegelschrift auf sich?

Man erkennt, dass die Spiegelschrift dadurch entsteht, dass man selbst das Blatt mit dem Schriftzug umgedreht hat. Schreibt man dasselbe Wort auf eine Klarsichtfolie, dann sieht man, dass der Spiegel die Schrift nicht umdreht.

Wie sieht die Lage des Bildes im Vergleich zum Gegenstand aus, wenn der Spiegel horizontal liegt?

Wie groß muss ein Spiegel sein, in dem man sich zur Gänze sehen kann?

Ein Spiegel, in dem man sich zur Gänze sehen kann, muss maximal halb so hoch sein, wie die Länge der Person ist.

Spiegelarten und -anwendungen

Ob Garderobenspiegel oder Spiegel im Badezimmer – Spiegel sind praktisch überall. Eine wichtige Anwendung ebener Spiegel sind Periskope . Ein einfaches Periskop besteht aus einem Rohr, an dessen beiden Öffnungen Spiegel unter jeweils 45° angeordnet sind.

Alle Punkte des Apfels leuchten in alle Raumrichtungen. Das abzubilden wäre unübersichtlich. Hier kannst du einzelne Punkte nacheinander Richtung Periskop leuchten lassen!

Einwegspiegel

In Krimifilmen sieht man bei Verhören oft einen halbdurchlässigen Spiegel . Solche Spiegel, auch Einwegspiegel genannt, kann man dadurch herstellen, dass man auf das Glas eine hauchdünne Metalloxidschicht aufbringt. Diese Schicht ist so dünn, dass sie einen Teil des Lichts durchlässt. Die Wirkung dieser Spiegel beruht aber auch auf der unterschiedlichen Beleuchtung der beiden Räume. Der Verhörraum ist sehr gut beleuchtet. Dadurch gelangt etwas Licht auf die andere Seite des Spiegels, also in den Beobachterraum. Personen im Verhörraum sehen nur das eigene Spiegelbild, denn der Beobachterraum ist möglichst dunkel, sodass wenig Licht von dort in den Verhörraum gelangt.

Wölbspiegel

Ein Wölbspiegel besteht aus einer nach außen gewölbten spiegelnden Fläche. Der Fachbegriff für nach außen gewölbt ist konvex. Ein Hohlspiegel ist daher ein Konvexspiegel. Wölbspiegel sind zumeist Kugelausschnitte.

Wölbspiegel stellen die Gegenstände kleiner dar und zeigen diese auch etwas verzerrt. Wie es dazu kommt, sieht man, wenn man die Bilder konstruiert.

Wähle den Wölbspiegel aus und beantworte die folgende Frage!

Wie sieht das Bild eines aufrecht stehenden Gegenstandes aus, das der Wölbspiegel erzeugt?

Das Bild, das ein Wölbspiegel erzeugt, ist immer virtuell , aufrecht und verkleinert .

Wölbspiegel im Alltag

Verkehrspiegel an schwer einsehbaren Kreuzungen oder gegenüber von Hausausfahrten sind Wölbspiegel. Ebenso die Außenspiegel bei Kraftfahrzeugen. In manchen Geschäften befinden sich Wölbspiegel zur Überwachung der Innenräume von einem Punkt – meist von der Kassa aus. Sie bieten die Möglichkeit, dass der überwachte Bereich durch die Wölbung größer ist, als bei Flachspiegeln. Allerdings haben Wölbspiegel einen Nachteil in der Entfernungsabschätzung .

Wähle eins der Objekte und verschiebe es! Betrachte dabei die Strecken, die das Objekt zurücklegt im Vergleich zu den Strecken des Bilds!

Man erkennt, dass die gesamte Strecke, die das Objekt bis zum Wölbspiegel zurücklegt, im Bild nur zwischen dem Brennpunkt und dem Spiegel zusammenschrumpft. Daher scheinen Autos durch einen Verkehrsspiegel betrachtet zunächst nur langsam näher zu kommen, je näher sie aber beim Spiegel sind, desto schneller wandert auch das Bild.

Hohlspiegel

Ein Hohlspiegel ist ein nach innen gewölbter Spiegel. Der Fachbegriff dafür lautet Konkavspiegel .

Es gibt mehrere Formen. Gebräuchlich sind Hohlspiegel in Form eines Kugelausschnitts oder eines Paraboloids .

Reflexionen am Hohlspiegel

Es fällt auf, dass die Spielfigur im Hohlspiegel auf dem Kopf steht, also verkehrt zur Lage des Gegenstandes ist. Warum das so ist, und ob es immer so ist, dazu muss man sich die Bildentstehung ansehen.

Wähle den Hohlspiegel aus und beantworte die folgenden Fragen!

Welches Bild entsteht vom Gegenstand, wenn dieser innerhalb der Brennweite steht?

Befindet sich ein Gegenstand innerhalb einfacher Brennweite, dann erzeugt ein Hohlspiegel ein virtuelles, aufrechtes und vergrößertes Bild.

Welches Bild entsteht vom Gegenstand, wenn dieser in doppelter Brennweite steht?

Befindet sich ein Gegenstand genau in doppelter Brennweite, dann erzeugt dieser ein reelles, verkehrtes und gleich großes Bild.

Welches Bild entsteht vom Gegenstand, der zwischen einfacher und doppelter Brennweite steht?

Befindet sich ein Gegenstand zwischen einfacher und doppelter Brennweite eines Hohlspiegels, dann erzeugt dieser ein reelles, verkehrtes und vergrößertes Bild.

Welches Bild entsteht vom Gegenstand, der sich außerhalb der doppelten Brennweite befindet?

Befindet sich ein Gegenstand außerhalb doppelter Brennweite, dann erzeugt ein Hohlspiegel ein reelles, verkehrtes und verkleinertes Bild.

Anders als beim Wölbspiegel schneiden sich die Lichtstrahlen vor dem Hohlspiegel. Da man nicht die Lichtstrahlen gedanklich verlängern muss, entsteht kein virtuelles sondern ein reelles, also „wirkliches“ Bild.

Eine Besonderheit bietet der Hohlspiegel zur Bündelung, aber auch zur Aussendung von parallelen Strahlen.

Funktionsweise von Satellitenschüsseln

Da die Fernsehsignale mittels elektromagnetischer Wellen übertragen werden, gelten die gleichen Gesetze der Reflexion des Lichts auch für diese. Deshalb sind auch die Satelliteschüsseln Hohlspiegel für diese Art von Wellen.

Hier sieht man die Funktionsweise von Satellitenschüsseln. Die Strahlen laufen im Brennpunkt zusammen. Dort sammelt sich die gesamte Energie und dort befindet sich auch die Empfangsantenne .

Umgekehrt ist es bei der Sendeanlage . Dort befindet sich der Sender im Brennpunkt eines Hohlspiegels, der die Strahlen parallel gerichtet aussendet.

Hohlspiegel im Alltag

Rasier- bzw. Kosmetikspiegel sind Hohlspiegel mit großer Brennweite, weil sie ein vergrößertes und aufrechtes Bild liefern.

In Erlebnisparks und in Klosterbibliotheken findet man manchmal zwei gegenüberliegende Hohlspiegel. Wenn man im Brennpunkt des einen sitzt und flüstert, dann kann eine zweite Person, die beim anderen Spiegel im Brennpunkt sitzt, die geflüsterten Worte verstehen, auch dann, wenn beide Spiegel mehrere Meter voneinander entfernt sind.

Reflexion des Lichts

Artikel-Nr.: P1063600 | Typ: Experimente

Ich bin auch Bestandteil von:

Artikel-Nr.: 25276-88 | Typ: Set

Artikel-Nr.: 15278-88 | Typ: Set

Beschreibung

Die Reflexion des Lichts und insbesondere das Reflexiongesetz gehören zu den grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Optik. Aus diesem Grund wird der Schüler bei diesem Versuch ausführlich mit der Erscheinung der Reflexion vertraut gemacht und zunächst nur zur qualitativen Einschätzung der Winkelabhängigkeit geführt. Eine genauere Untersuchung von Einfallswinkel und zugehörigem Reflexionswinkel mit dem Ziel der Formulierung des Reflexiongesetzes ist hier noch nicht vorgesehen. Die Schüler sollen vor allem das sorgsame Experimentieren und genaue Beobachten üben.

• Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank
• Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Was ist Reflexion des Lichts? In diesem Versuch wird das Verhalten unterschiedlicher Oberflächen untersucht, wenn sie mit dem gebündelten Licht beleuchtet werden.

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Online-Brückenkurs Physik

1 allgemeines.

•   1.1.1  Zielsetzung
•   1.1.2  Kursstruktur
•   1.1.3  Bearbeitung

2 Eingangstests

•   2.1.1  Mechanik
•   2.1.2  Elektromagnetismus
•   2.1.3  Optik
•   2.1.4  Wärmelehre

3 Grundlagen

•   3.1.1  Größen und Einheiten (!)
•   3.1.2  Physikalische Vektorgrößen (!),(+)
•   3.1.3  Stellenangabe (+)

4 Mechanik

•   4.1.1  Kraft (!)
•   4.1.2  Kräftegleichgewicht (!)
•   4.1.3  Kräftezerlegung (!)
•   4.1.4  Reibungskräfte (!)
•   4.1.5  Federkraft (!),(*)
•   4.1.6  Druck und Auftrieb (!),(+)
•   4.1.7  Kraftwandler (!),(*),(+)
•   4.1.8  Newtonsche Axiome (!)
•   4.1.9  Abschlusstest Thema 4.1
•   4.1.10  Freikörperbild
•   4.2.1  Geschwindigkeit und Beschleunigung (!),(+)
•   4.2.2  Geradlinige Bewegungen (!)
•   4.2.3  Zweidimensionale Bewegungen (!),(*),(+)
•   4.2.4  Abschlusstest Thema 4.2
•   4.3.1  Arbeit und Leistung (!),(*),(+)
•   4.3.2  Energieerhaltung (!),(+)
•   4.3.3  Abschlusstest Thema 4.3
•   4.4.1  Impulserhaltung (!),(+)
•   4.4.2  Stöße (+)
•   4.4.3  Abschlusstest Thema 4.4
•   4.5.1  Kreisbewegungen (+)
•   4.5.2  Bewegungsgesetz (*),(+)
•   4.5.3  Ausgedehnte Körper (*)
•   4.5.4  Himmelsmechanik (*)
•   4.5.5  Abschlusstest Thema 4.5
•   4.6.1  Harmonische Schwingungen (+)
•   4.6.2  Gedämpfte Schwingungen (*)
•   4.6.3  Erzwungene Schwingung (*)
•   4.6.4  Abschlusstest Thema 4.6

5 Elektromagnetismus

•   5.1.1  Elektrische Ladung (!)
•   5.1.2  Elektrisches Feld (!)
•   5.1.3  Arbeit, Potential, Spannung (!),(*)
•   5.1.4  Plattenkondensator und Kapazität (*),(+)
•   5.1.5  Abschlusstest Thema 5.1
•   5.2.1  Elektrischer Strom (!)
•   5.2.2  Magnetisches Feld (!),(*),(+)
•   5.2.3  Lorentz-Kraft (!),(*)
•   5.2.4  Elektromagnetische Induktion (+)
•   5.2.5  Selbstinduktion und Spule (+)
•   5.2.6  Wechselstrom (*)
•   5.2.7  Abschlusstest Thema 5.2
•   5.3.1  Kirchhoff-Gesetze (!)
•   5.3.2  Ohmscher Widerstand (!)
•   5.3.3  Kondensatoren (+)
•   5.3.4  Spulen (+)
•   5.3.5  Wechselstromwiderstände (*)
•   5.3.6  Dioden und Transistoren (*)
•   5.3.7  Abschlusstest Thema 5.3

6 Optik

•   6.1.1  Ausbreitung von Lichtstrahlen (!),(+)
•   6.1.2  Reflexion und Brechung (!)
•   6.1.3  Linsen und deren Abbildungen (!)
•   6.1.4  Abschlusstest Thema 6.1

7 Wärmelehre

•   7.1.1  Temperatur und thermische Ausdehnung (!),(+)
•   7.1.2  Wärmemenge und Wärmetransport (+)
•   7.1.3  Abschlusstest Thema 7.1
•   7.2.1  Zustandsänderungen des idealen Gases (+)
•   7.2.2  Thermodynamische Prozesse und Maschinen (*)
•   7.2.3  Abschlusstest Thema 7.2

8 Wellen

•   8.1.1  Was ist eine Welle? (+)
•   8.1.2  Wellenfunktion (*),(+)
•   8.1.3  Wellenarten (+)
•   8.1.4  Energie, Leistung und Intensität (*)
•   8.1.5  Abschlusstest Thema 8.1
•   8.2.1  Prinzipien (+)
•   8.2.2  Brechung, Reflexion und Transmission (+)
•   8.2.3  Dispersion (*)
•   8.2.4  Doppler-Effekt (*)
•   8.2.5  Interferenz und Beugung (*),(+)
•   8.2.6  Stehende Wellen (*)
•   8.2.7  Abschlusstest Thema 8.2

Kursinformationen

•   A.1.1  Projektpartner
•   A.1.2  Autorenliste
•   A.1.3  Impressum
•   A.1.4  Datenschutzerklärung
•   A.1.5  Haftungsausschluss
•   A.2.1  Formeldarstellung
• Einführung in Thema
• Lernabschnitt
• Abschlusstest
• Seite besucht
• Fehlerhafte Lösungen eingegeben
• Aufgabenbearbeitung begonnen
• Aufgaben erfolgreich abgeschlossen

• Seitenverlauf
• Quelldatei Gitlog

• Ausbreitungsphänomene
• Brechung, Reflexion und Transmission (+)

8.2.2 Brechung, Reflexion und Transmission

• Dabei ist c die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum und c i in dem betrachteten Medium (Dielektrikum). Der Brechungsindex für elektromagnetische Wellen hängt von der relativen Permittivität (Dielektrizitätszahl) ε r , i und relativen Permeabilität μ r , i ab.
• Bei der Ausbreitung von mechanischen Wellen in Festkörpern unterscheidet man zwischen Druckwellen (P) und Scherwellen (S). Wenn eine einlaufende Druckwelle reflektiert bzw. gebrochen wird, entstehen sowohl Druck- als auch Scherwellen, die sich danach mit verschiedenen Winkeln ausbreiten. In Flüssigkeiten und Gasen gibt es nur Druckwellen (Longitudinalwellen).

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Die ersten terrestrischen Messungen der Lichtgeschwindigkeit: Fizeau und Foucault

• First Online: 14 April 2022

Cite this chapter

• Jan Frercks   ORCID: orcid.org/0000-0002-7957-4511 2  

1961 Accesses

Zusammenfassung

Mitte des 19. Jahrhunderts war längst bekannt, dass Licht für die Ausbreitung Zeit braucht. Auch hatte man bereits aus astronomischen Messungen und Berechnungen Werte für die Lichtgeschwindigkeit. Angesichts von über 300.000 km pro Sekunde rechnete jedoch niemand damit, die Lichtgeschwindigkeit auf kurzen Distanzen auf der Erde messen zu können.

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Mikrofone: Schaltungstechnik – Betrieb – Messtechnik

Das Musée d’Histoire Urbaine et Sociale de Suresnes ist im Besitz der Notizen zu diesem Experiment. Darunter sind zwei Blätter mit den Messdaten, die auch in Frercks ( 2000 , S. 66 und 67) abgedruckt sind.

Dies ähnelt einer Lösung Alfred Cornus aus den 1870er Jahren. Die Details von Fizeaus Lösung sind nicht bekannt.

Dies trifft zu auf die ursprüngliche Version des Projekts aus Schwäbisch-Gmünd (Erb, 2005 ), das Projekt „c à Paris“ des Observatoire de Paris von 2005 ( http://expositions.obspm.fr/lumiere2005/index.html ; letzter Zugriff: 14.02.2020), das Projekt „c au Beffroi“ der Université des Mons von 2005 bis 2017 (Lo Bue, 2016 ; Semay et al., 2018 ) und das Projekt der Université d’Aix-Marseille in Marseille von 2010, wobei für das letzte die Erfindung des Lasers vor 50 Jahren der Anlass war und hier Laser auch für die Entfernungsmessung und für das Schneiden der Zähne eingesetzt wurden (Morizot et al., 2011 ).

70948 lieues de 25 au degree.

12,6 tours par seconde.

Peu différente de celle qui est admise par les astronomes.

Premiers essais.

Me parait fournier un moyen nouveau d’étudier avec précision cet important phénomène.

Siehe dazu Tobin ( 2003 ). Diese Apparatur mit insgesamt 12 Reflexionen auf dem Lichtweg beruht selbstverständlich darauf, dass der Vorgang der Reflexion keine oder nur eine extrem kurze Zeit benötigt. Interessanter Weise ist dies erst 1965 erstmals experimentell untersucht worden, mit dem Ergebnis, dass die Reflexionszeit weniger als 10 –12 s beträgt (Sigfridsson & Erman, 1965 ). Den Hinweis auf diesen Artikel verdanke ich William Tobin.

Die Tatsache der kleineren Lichtgeschwindigkeit in optisch dichten Medien hat auch ohne den Äther als Trägermedium Bestand. Interessanter Weise lässt sich aber aus der Quantenphysik gleichzeitig Newtons Argument aufrechterhalten (wenngleich natürlich ein wenig anachronistisch uminterpretiert). Für Newton mussten die Lichtteilchen in Materie schneller sein, weil sie von dieser angezogen wurden. Für Newton war aber Kraft zunächst Änderung des Impulses und nicht der Geschwindigkeit. Und in diesem Sinne hat man beim Übergang von Photonen von Luft zu Wasser nach der de-Broglie-Gleichung p=h/λ tatsächlich eine Zunahme des Impulses (Tobin, 2003 , S. 132).

Choisi parmi celles dont la moyenne concorde le mieux avec la moyenne générale.

L’histoire astronomique nous apprend en effet que lorsqu’un observateur éprouve quelque préoccupation, les mesures délicates auxquelles elle se rapporte en souffrent toujours d’une manière systématique. L’astronome très-consciencieux se défend contre le résultat qu’il croit devoir obtenir, observe en quelque sorte à minimâ, et obtient un nombre en deçà de la vérité. L’observateur moins scrupuleux se laisse aller sans s’en douter au penchant contraire et passe au delà de la vérité.

Non-sens absolu.

L’esprit scientifique en France.

M. Le Verrier pressait vivement M. Foucault de déterminer cette parallaxe par la mesure directe de la vitesse de la lumière. „M. Foucault“, ajoutait-il, „m’apportait chaque jour ses nombres, et je le l’encourageais à persévérer jusqu’à ce qu’il fut arrivé au chiffre véritable.“ Évidemment, M. Le Verrier comparait volontairement ou sans le vouloir les déterminations de M. Foucault avec sa valeur de 8''95, devenue en quelque sorte pour lui un dogme, et si nous ne connaissions pas le caractère de M. Foucault, nous pourrions croire, qu’il ne l’a laissé en repos qu’après qu’il eût trouvé le chiffre 8,86 très peu différent du sien.

Arago, F. (1838). Sur un système d’expériences à l’aide duquel la théorie de l’émission et celle des ondes seront soumises à des épreuves décisives. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 7, 954–965.

Google Scholar  

Arago, F. (1850). Note sur le système d’expériences, proposé en 1838, pour prononcer définitivement entre la théorie des ondes et la théorie de l’émission. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 30, 489–495.

Arago, F. (1857). Astronomie populaire (Bd. 4). Gide und Baudry.

Babinet. (1862). Sur la parallaxe de Soleil. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 55, 537–540.

Cantor, G. N., & Hodge, M. J. S. (Hrsg.). (1981). Conceptions of Ether: Studies in the history of Ether theories, 1740–1900 . Cambridge University Press.

Crosland, M. (1992). Science under control. The French academy of sciences 1795–1914 . Cambridge University Press.

Book   Google Scholar  

Erb, R. (2005). Der Fizeau-Versuch in neuem Gewand. Physik in unserer Zeit, 36, 274–277.

Article   ADS   Google Scholar  

Fizeau, H. (1849). Sur une expérience relative à la vitesse de propagation de la lumière. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 29, 90–92, 132.

Fizeau, H., & Bréguet, L. (1850a). Note sur l’expérience relative à la vitesse comparative de la lumière dans l’air et dans l’eau. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 30, 562–563.

Fizeau, H., & Bréguet, L. (1850b). Sur l’expérience relative à la vitesse comparative de la lumière dans l’air et dans l’eau. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 30, 771–774.

Foucault, L. (1850). Méthode générale pour mesurer la vitesse de la lumière dans l’air et les milieux transparents. Vitesses relatives de la lumière dans l’air et dans l’eau. Projet d’expérience sur la vitesse de propagation du calorique rayonnant. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 30, 551–560.

Foucault, L. (1853). Sur les vitesses relatives de la lumière dans l’air et dans l’eau. Thèse présentée à la faculté des sciences de Paris . Bachelier.

Foucault, L. (1862a). Détermination expérimentale de la vitesse de la lumière; parallaxe du Soleil. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 55, 501–503.

Foucault, L. (1862b). Détermination expérimentale de la vitesse de la lumière; description des appareils. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 55, 792–796.

Foucault, L. (1878). Receuil des travaux scientifiques de Léon Foucault. Publié par Madame veuve Foucault sa Mère, mis en ordre par C. M. Gariel, et precédé d’une notice sur les œuvres de L. Foucault par J. Bertrand. Planches . Gauthier-Villars.

MATH   Google Scholar  

Frercks, J. (2000). Creativity and technology in experimentation: Fizeau’s terrestrial determination of the speed of light. Centaurus. An International Journal of the History of Science and its Cultural Aspects, 42, 249–287.

Frercks, J. (2005). Fizeau’s research program on Ether drag. A long quest for a publishable experiment. Physics in Perspective, 7, 35–65.

Frercks, J. (2007). Immaterial devices. Centaurus. An International Journal of the History of Science and its Cultural Aspects, 49, 81–113.

Frercks, J. (2008). Der Lichtäther von Newton bis Arago. In W. Neuser & J. Kohne (Hrsg.), Hegels Licht-Konzepte. Zur Verwendung eines metaphysischen Begriffs in Naturbetrachtungen (S. 59–77). Verlag Königshausen und Neumann.

Guillemin, A. (1882). Le monde physique. Tome 2: La lumière . Hachette.

Heering, P., & Frercks, J. (2013). Messungen der Lichtgeschwindigkeit. MNU-Journal, 66, 452–457.

Jamin, J. C. (1887). Cours de physique de l’École polytechnique. 4. ed., T. 3: Acoustique. Optique géometrique. Étude des radiations. Optique physique . Gauthier-Villars.

Le Verrier, U. (1867). Considérations sur les progrès de la théorie du système solaire et planétaire. Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, 65, 878–884.

Lo Bue, F. (Hrsg.). (2016). c au Beffroi. Vous êtes invités à venir mesurer la vitesse de la lumière . Mons: Université de Mons; neu aufgelegt unter dem Haupttitel L’expérience de Fizeau , 2019.

Moigno. (1867). Que devient en France l’esprit scientifique? Les Mondes : Revue hebdomadaire des sciences et leurs applications aux arts et à l'industrie, 55, 511.

Morizot, O., et al. (2011). A modern Fizeau experiment for education and outreach purposes. European Journal of Physics, 32, 161–168.

Petley, B. W. (1988). The fundamental physical constants and the frontier of measurement (2. Aufl.). Hilger.

Semay, C., et al. (2018). c at the belfry. Physics Education, 53, 035015.

Sigfridsson, B., & Erman, P. (1965). On the possibility of a time delay at optical reflections in metallic mirrors. Arkiv för fysik, 30 (6), 55–59.

Tobin, W. (1993). Toothed wheels and rotating mirrors. Parisien astronomy and mid-nineteenth century experimental measurements of the speed of light. Vistas in Astronomy, 36, 253–294.

Tobin, W. (2003). The life and science of Léon Foucault: The man who proved the Earth rotates . Cambridge University Press.

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Frercks, J. (2022). Die ersten terrestrischen Messungen der Lichtgeschwindigkeit: Fizeau und Foucault. In: Heering, P. (eds) Kanonische Experimente der Physik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-64646-5_7

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Published : 14 April 2022

Publisher Name : Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg

Print ISBN : 978-3-662-64645-8

Online ISBN : 978-3-662-64646-5

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