|
|
|
| PHYSIK EXTRA |  |
|
|
ENTSTEHUNG EINES REGENBOGENS Reflexion und Brechung im Wassertropfen  Ein Regenbogen ist zu sehen, wenn es in einiger Entfernung regnet und Sonnenlicht ungefähr aus Richtung des Beobachters auf die Regentropfen trifft und die Sonne im Rücken des Beobachters steht. Wie das Licht dabei in jedem einzelnen Wasser-tropfen verläuft, zeigt die Animation. Das Licht fällt horizontal von links auf den Wassertropfen. Für den Hauptregenbogen ist Lichtbündel 3 entscheidend.   Aufgabe Finde zunächst heraus, wie einfarbiges Licht in einem Regenbogen verläuft. Wo wird das Licht reflektiert, wo gebrochen? Es gibt einen maximalen Winkel, um den das Lichtbündel 3 gegenüber dem einfallenden Licht abgelenkt wird. Bestimme diesen Regenbogen-winkel für rotes, blaues und grünes Licht. Untersuche nun, wie weißes Licht auf seinem Weg durch den Wassertropfen verändert wird. Spielregeln
Zusätzliche Spielregeln Wenn du in die mehrfarbige Farbfläche klickst, erscheinen zwei Tropfen. Überprüfe: Wenn farbiges Licht von Regentropfen in dein Auge fällt, siehst du das rote Licht von Regentropfen, die etwas höher am Himmel stehen, und blaues Licht von Regentropfen, die etwas tiefer stehen. Welche Farbfolge hat der Hauptregenbogen? Das Licht einer Farbe kommt von allen Tropfen aus einer Richtung. Dabei fällt das blaue Licht unter einem flacheren Winkel auf die Erdoberfläche als das rote. Tiefer liegende Tropfen sieht man deswegen blau, höher liegende rot. Die Summe der beiden Prozentangaben an jedem Strahlen ergibt die Helligkeit (Intensität) des Lichts in Strahlrichtung. Die Aufspaltung in zwei Summanden hängt mit der Polarisation des Lichts zusammen. (Licht kann man sich als Wellenerscheinung vorstellen - ähnlich wie Schallwellen oder Wasserwellen. Polarisiertes Licht ist Licht gleicher Schwingungsrichtung.) Mit den Tasten "^" und "v" kannst du die Teilung der senkrechten Achse des Diagramms (Helligkeit) verändern. Die Animation zeigt auch die Entstehung des Nebenregenbogens. Wichtig ist dabei das Lichtbündel 4. Für den Ablenkungswinkel gibt es ein Minimum. Physikalischer Hintergrund Wenn farbiges Licht auf einen Regentropfen fällt, wird ein Teil des Lichts gebrochen und dann an der Rückwand des Tropfens reflektiert, bevor es aus dem Tropfen austritt. Insgesamt wird das Licht gegenüber der Einfallsrichtung abgelenkt. Bei ca. 42° erreicht der Ablenkungswinkel einen Höchstwert. Unter diesem Regenbogenwinkel tritt besonders viel Licht aus. Der Ablenkungs-winkel hängt von der Farbe des Lichts ab. Für rotes Licht ist er am größten, für blaues am kleinsten. Das austretende Licht bildet einen Kegel, dessen Mantel besonders hell aufleuchtet. Von jedem Tropfen der Regenwand wird ein solcher Lichtkegel erzeugt. Das Licht, das von den farbigen Rändern dieser Lichtkegel in dein Auge fällt, erzeugt den Eindruck des Regenbogens. Du siehst rotes Licht von Regentropfen, die etwas höher am Himmel stehen, und blaues Licht von Regentropfen, die etwas tiefer stehen. |
||
 |
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bei Fragen und Problemen wende dich bitte an unseren Support.
Impressum
© Cornelsen Verlag 2009
