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  Licht 1





Schon die noch relativ einfache Konstruktion des reflektierenden Spiegels hat mit Licht zu tun und der Art, wie es sich ausbreitet. Das es mit 300.000 km/s (!) (fast egal ob in Luft oder Vakuum) superschnell ist, haben Sie bestimmt schon gehört. So wird beim Einschalten von Licht keine Materie bewegt, sondern elektromagnetische Wellen.

Grundsätzlich ist der Lichtausfall in entsprechend durchlässigen Medien gradlinig und natürlich auch umkehrbar. Da elektromagnetisch, funktioniert das auch im Vakuum, sonst würden wir ja keine Sterne sehen und ewig im Dunkeln leben. Auch im Gegensatz zu Materie können Lichtstrahlen einander kreuzen, wichtig z.B. im Parabolreflektor.

Wir müssen aber für die Anwendung beim Kraftfahrzeug noch eine zweite Stufe zünden, denn spätestens seit dem DE-Scheinwerfer sind auch Linsen eingebaut. Die ersten Linsen hat Galilei gefertigt und die Ergebnisse seiner Himmelsbeobachtung in einem der ersten populärwissenschaftlichen Bücher veröffentlicht. Es wird gut 350 Jahre dauern, ehe auch die katholische Kirche seine Ergebnisse anerkennt.

Brechung entsteht, wenn Licht in ein Medium eindringt.

Galilei hat konkave Linsen mit Hilfe von schnell rotierenden Kanonenkugeln geschliffen, um die etwa zehnfache Vergrößerung zu erreichen. Im Kraftfahrzeug ist eher Konzentration der Lichtstrahlen gefragt, die durch konvexe Linsen erreicht wird. Hier kommt die Brechung der Lichtstrahlen ins Spiel, d.h. an der Oberfläche zu transparenten Stoffen wie Glas oder Wasser ist eben nicht der Einfalls- gleich dem Ausfallswinkel, jedenfalls nicht, was den durchgehenden Teil des Lichtstrahls betrifft.

Stellen Sie sich vor, ein Lichtstrahl trifft die Wasseroberfläche in einem Winkel von 20°. Dann geht es unter der Wasseroberfläche nicht in der gleichen Richtung weiter, sondern nur noch mit etwa 15°, dem Brechungswinkel. Der Lichtstrahl wird also um ca. 5° abgelenkt. Je größer der Einfallswinkel, desto stärker die Brechung. Ebenfalls stärker wird die Brechung, wenn man statt Wasser Glas nimmt.

Das Maß für die Brechung ist die Brechungszahl. Berechnen kann man sie, indem man den Sinus des Einfallswinkels durch den Sinus des Brechungswinkels teilt. Sie ist auch je nach Glasart verschieden, am höchsten beim Diamanten. Wie schon erwähnt, geht nicht alles Licht durch das andersartige Medium. Ein Teil wird mit Einfalls- gleich Ausfallswinkel reflektiert und zwar umso mehr, je größer der Einfallswinkel und je optisch dichter das Medium ist.

Gelbes Natriumlicht trifft von Luft unter Normaldruck und 20°C auf ...Brechungszahl/
Brechungsindex
Wasser1,33
Streuglas1,52
Diamant2,42

Natürlich gibt es auch wieder eine Brechung, wenn das Licht aus dem Glas wie z.B. aus einer Linse austritt. Wichtiger noch ist, dass im normalen Licht, z.B. dem Sonnenlicht, verschiedene Farben mit unterschiedlicher Wellenlänge gebündelt sind, und die haben auch verschiedene Brechungswinkel. So kann also auf der einen Seite Sonnenlicht in den Glaskörper eintreten und auf der anderen kommen dann fein zerlegt alle Farben nebeneinander heraus.

Gut zu sehen bei Sonnenlicht auf der Rückseite einer CD.

Spektralfarben genannt, gehen Sie von 380 Nanometer Wellenlänge bei Violett, wobei ein Nanometer einem Millionstel Millimeter entspricht, bis 750 Nanometer der Farbe Rot. Umgekehrt lässt sich aus den Spektralfarben Rot, Grün und Blau für das menschliche Auge je nach Dosierung jede Farbe herstellen. Entsteht dadurch übrigens weißes Licht, so lässt sich das nicht mehr in alle Spektralfarben zerlegen.

Als Nebeneffekt dieser Seite zur Kfz-Technik dürfte vielleicht jetzt auch etwas klarer sein, wie ein Farbbildschirm funktioniert und warum gerade Diamanten mit dem hohen Anteil an reflektiertem Licht und diesem enorm großen Brechungswinkel so funkeln. Das wird übrigens noch dadurch unterstützt, dass ihm beim Schleifen möglichst viele plane Flächen mitgegeben werden.

Wird also nicht Licht nach Farben getrennt, sondern aus Farben zusammengesetzt und dosiert man die drei Grundfarben richtig, so entsteht wieder weißes Licht. Unser Auge nimmt Farbe wahr, wenn etwas an dieser Zusammensetzung fehlt. Erscheint uns also ein Körper lila oder pink, dann ist die grüne Grundfarbe an dessen Oberfläche ausgeblendet worden, fehlt blau, dann erscheint der Körper gelb.

Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge von ca. 400 - 800 nm.

Es gibt bis zu 100.000 durch das menschliche Auge wahrnehmbare Mischformen. Hinzu kommt, dass die Wahrnehmung von Farbe bei zu geringer und zu großer Helligkeit schwierig wird. Außerdem nimmt unser Auge einzelne Wellenlängen und damit Farben mit größerer Helligkeit wahr. Man bezeichnet das als spektrale Empfindlichkeit. Die ist bei grüner Farbe mit einer Wellenlänge von 555 Nanometer am größten. Gleichzeitig können wir bei Dunkelheit Gelb am besten vom Einheitsgrau unterscheiden. 05/11

Sichtbares Licht -> elektromagnetische Wellen/Wärmestrahlen




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