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Textversion des Videos

Transkript Lichtbrechung – Überblick

Hallo. In diesem Video geht es um ein tolles Naturphänomen, nämlich um die Brechung von Lichtstrahlen. Folgendes habt ihr bestimmt schon alle einmal gesehen: wenn man in ein Glas, das mit Wasser gefüllt ist, reinschaut und dann einen Löffel hineintut, dann sieht der plötzlich wie abgeknickt aus. Oder manchmal sieht man den Teil, der im Wasser steckt, auch gar nicht mehr. Das ist schon komisch. Warum ist das so? Gut, das habt ihr euch wahrscheinlich alle schon gedacht. Es liegt an der Brechung des Lichtes. Aber was da genau passiert, wollen wir uns jetzt einmal anschauen. Also, jedes Mal wenn ein Lichtstrahl auf das Wasser trifft, wird er an der Oberfläche abgeknickt oder gebrochen. Das liegt daran, dass der Lichtstrahl von einem sogenannten optisch dünneren Medium in ein optisch dichteres kommt, also in unserem Fall von Luft in Wasser und dann wird er zu dieser Senkrechten hier hingebrochen.Und diese Senkrechte nennt sich, genauso wie bei der Reflexion an Spiegeln, das Lot. Es ist nun tatsächlich so, dass das Licht in einem optisch dichteren Medium, also hier Wasser, langsamer wird. Aber warum es deswegen abknickt, möchte ich euch mal an einem Beispiel zeigen. Dieser Schlitten hier fährt auf Schnee schräg den Berg hinab. Etwas tiefer befindet sich ein etwas sandiger Boden, auf dem der Schlitten auf jeden Fall gebremst wird. Nun trifft aber, durch den Einfallswinkel des Schlittens auf die Sandfläche, zunächst die rechte Seite des Schlittens auf den Sand und wird gebremst. Die linke Seite fährt noch weiter wie zuvor und dadurch dreht sich dann der Schlitten ein wenig, bis auch die linke Seite den Sand erreicht hat und er wieder gerade weiterfährt. Und ihr seht, so kommt ein Knick in der Fahrt des Schlittens zustande. Also wir haben gesehen: Wenn ein Lichtstrahl von einem optisch dünneren Medium, wie Luft, in ein optisch dichteres kommt, wie hier Wasser, dann wird der Lichtstrahl zum Lot hin gebrochen. Und wie ist das andersherum? Wenn der Lichtstrahl aus dem Wasser in Luft trifft? Hier befindet sich dann das Lot. Und dann ist hier der sogenannte Einfallswinkel Alpha und auf der anderen Seite, zum Lot hin gemessen, der Ausfallswinkel Beta. Und hier sehen wir: von einem optisch dichteren Medium in ein optisch dünneres Medium wird das Licht vom Lot weg gebrochen, also genau umgekehrt. Kommen wir noch einmal kurz zu den Winkeln. Man spricht vom Einfallswinkel Alpha und vom Ausfallswinkel Beta oder auch manchmal Alpha Strich, die beide zum sogenannten Einfallslot hin gemessen werden. Und im oberen Fall gilt dann: Alpha ist größer als Beta. Und im unteren gilt: Beta ist größer als Alpha. Kommen wir nun noch zu zwei Spezialfällen. Wenn der Lichtstrahl direkt senkrecht auf die Oberfläche trifft, wird er gar nicht gebrochen. Der Winkel ist also jeweils 0°. Und je schräger er auf die jeweilige Oberfläche trifft, desto mehr wird er gebrochen und immer mehr und immer mehr bis wir zum zweiten Spezialfall kommen, der allerdings nur eintritt, wenn der Lichtstrahl vom optisch dichteren ins optisch dünnere Medium geht. Ab einem bestimmten Einfallswinkel wird das Licht nämlich an der Wasseroberfläche reflektiert, so wie an einem Spiegel. Und dann sind nämlich Alpha und Beta, am Lot gemessen, gleich groß. Alpha = Beta. Dieses Phänomen nennt sich Totalreflektion. Alle verschiedenen Stoffübergänge haben einen unterschiedlichen Grenzwinkel, ab dem die Totalreflektion eintritt, also kein Licht mehr das Medium verlässt. Bei Wasser zu Luft ist der Grenzwinkel Alpha = 49°. 49°, das ist gar nicht mal so ein großer Winkel. Den erreicht man im Alltag sehr häufig. Und sowieso: Brechung und Totalreflektion sind Phänomene, die sehr oft in der Natur auftreten. Das möchte ich einmal an einem Beispiel zeigen: Wir schauen auf einen See und bemerken einen rosa Fisch, den wir an dieser Stelle hier sehen. Den möchten wir nun fangen. Die Lichtstrahlen, die auf unsere Netzhaut treffen, kommen aus dieser Richtung hier. Wenn man sie verlängert, treffen sie genau auf den rosa Fisch. Was unser Gehirn allerdings nicht weiß, ist, dass die Lichtstrahlen an der Wasseroberfläche gebrochen wurden und zwar zum Lot hin. So ungefähr. Ha, und dann sehen wir, dass sich der Fisch tatsächlich an einer anderen Stelle befindet, als wir ihn sehen. Hier nämlich ist der echte Fisch. Versuchen wir den Fisch also zu fangen, werden wir auf jeden Fall erst mal daneben greifen. Ja, und schauen wir noch schräger auf den See, dann kann es passieren, dass wir den Fisch gar nicht mehr sehen. Denn wenn der Winkel zu groß ist, setzt ja die Totalreflektion ein. Das heißt, uns erreichen keine Strahlen mehr. Ach ja, und das Phänomen mit dem Löffel im Wasserglas könnt ihr jetzt bestimmt auch selber erklären. Das Licht des Löffels im Wasser wird also an der Wasseroberfläche gebrochen und wir sehen den Löffel also nicht dort, wo er sich eigentlich befindet. Es gibt noch ganz viele andere Beispiele für Brechung in der Natur. Zum Beispiel wenn wir an einem sehr heißen Tag im Auto sitzen und die Straße betrachten. Das habt ihr bestimmt schon einmal gesehen: da denkt man, es wäre Wasser auf der Straße. Ist es aber gar nicht. Die heiße Straße heizt die Luft darüber so auf, dass sie ein optisch dünneres Medium ist, als die Kaltluft. Und dann kann es passieren, dass das Licht, was vom Himmel kommt, so gebrochen wird, dass wir denken, es käme von der Straße. Das nehmen wir dann als Spiegelung wahr. Ein anderes schönes Beispiel für Brechung ist der Regenbogen. Hier wird das Licht in den Wassertropfen in all seine Farben aufgespalten. Das liegt daran, dass jede Farbe unterschiedlich stark gebrochen wird. Ein blauer Lichtstrahl beispielsweise wird stärker gebrochen als ein roter. Brechung ist übrigens auch die Ursache dafür, dass der Abendhimmel rot ist. Und dass der Himmel blau ist. Und dass es Fata Morganas gibt, in der Wüste. Und, und, und ... Also, ich hoffe, ich konnte euch mit meinem Video helfen. Tschüss!  

Informationen zum Video
36 Kommentare
  1. Default

    sehr sehr super, hat mir geholfen :-)

    Von Yamaha Manu, vor etwa einem Monat
  2. Default

    Seeeeeeehr hilfreich

    Von Danielagabelmann, vor 8 Monaten
  3. Default

    Also das war ein viel bessere Erklärung als die mein Physik Lehrer es sie mir erklärt könnte.
    Dankeeeeeeeeeeee

    Von Emily 16, vor 10 Monaten
  4. Karsten

    @S. Maximilian T.

    Nach Sichtung des Inhaltes ist das Thema hier richtig dargestellt.

    Merksatz: Beim Übergang von einem optisch dünneren Medium ins optisch dichtere Medium wird das Lot zum Lot hin gebrochen.

    Also wird das Licht beim Übergang von Luft zu Wasser zu diesem hin gebrochen.

    Zum Thema Speerfischen:
    Hier nehmen wir den Fisch durch das von ihm reflektierte Licht wahr. Dieses wird an der Wasseroberfläche vom Lot weg gebrochen. Unser Gehirn denkt aber nun das der Fisch in Verlängerung des für ihn sichtbaren Lichtweges liegen würde. Also der Fisch höher im Wasser liegen würde. Dieses Phänomen wird optische Hebung genannt.
    Schaue dir als weiteren Erklärungsansatz bitte http://www.sofatutor.com/physik/videos/lichtbrechung an. Vielleicht hilft dir das weiter.

    Von Karsten Schedemann, vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    Sorry, ist das nicht falsch....kommt es nicht zu eine OPTISCHEN HEBUNG und der Löffel müsste sich zum Auge hin, also nach oben neigen...was auch passt, da der ins Wasser einfallen Lichtstrahl zum Löffel HIN gebrochen würde, also früher auftrifft, insofern der Löffel unter Wasser frühe wahrgenommen wird, aufgrund reflektierender Strahlen, was der optischen HEBUNG entspräche ???!!!

    Von Mussawar A., vor mehr als einem Jahr
  1. Default

    Hi vielen dank :) und sie konnten mich auch einfach David nennen :)

    Von Davidaltiok, vor fast 2 Jahren
  2. Karsten

    @Davidltiok
    Das Lot steht immer senkrecht auf der Grenzfläche (Beispiele: Wasseroberfläche, Glasscheibe ect.). Von diesem wird dann jeweils der Winkel zum Lichtstrahl gemessen. Wichtig ist das hierbei das Lot genau durch den Punkt geht in dem auch der Lichtstrahl auf die Grenzfläche trifft. So kannst du denn den Einfallswinkel zum Lot und den Brechungswinkel zum Lot bestimmen.

    Von Karsten Schedemann, vor fast 2 Jahren
  3. Default

    Vielen dank :)
    Aber eins hatte ich net verstanden nämlich wie man das Lot anwendet um zu sehen wo es gebrochen wird und um wie viel grad es gebrochen wird ansonsten cool

    Von Davidaltiok, vor fast 2 Jahren
  4. Default

    Ein perfektes Video,die Erklärungsgänge sind eindeutig in überschaubaren Schritten und konsequent zu Ende geführt, und wichtig! eine ruhige freundliche sympathische Stimme.

    Von Zschoch, vor etwa 2 Jahren
  5. Default

    Vielen Dank♥

    Von Dedebatman, vor mehr als 2 Jahren
  6. Dscn6141

    Ich habe die Theorie auch verstanden, vor allem das Beispiel mit dem Schlitten. Allerdings kann ich keine Verbindung vom Merksatz "Alpha > Beta von Luft zu Wasser" zu dem Bild mit dem Löffel im Wasserglas herstellen. Das sieht so aus, als wäre Alpha < Beta.

    Von Lukas/Johann B., vor mehr als 2 Jahren
  7. Default

    jo einfach nur geil

    Von Tyonas, vor mehr als 2 Jahren
  8. Default

    Super und einfach Klasse.... Nicht nur dieses Video von dir, sondern alle deine Video sind einfach MARVELOUS und ausgezeichnet erklärt. Vielen Dank und mach bitte weiter so...

    Von Javidsharifi, vor fast 3 Jahren
  9. Nikolai

    @Supra Mkiv: Die Berechnung der Lichtbrechung wird in der Schule erst ab Klasse 10 behandelt, da dazu die Funktion Sinus und Cosinus benötigt werden. Diese wirst du erst in der 10. Klasse in Mathematik kennenlernen. Wir sind gerade dabei ein Video für die 10. Klasse über das Brechungsgesetz zu produzieren. Bisher haben wir nur eines auf Oberstufenniveau. Hier der Link dazu:
    http://www.sofatutor.com/physik/videos/reflexion-und-brechung-einer-welle-an-der-grenzflaeche-zweier-medien
    Viele Grüße aus der Sofatutor-Redaktion!

    Von Nikolai P., vor fast 3 Jahren
  10. Default

    wie berechnet man das denn???

    Von Supra Mkiv, vor fast 3 Jahren
  11. Default

    geil

    Von Eva M, vor etwa 3 Jahren
  12. Default

    Habs verstanden!

    Von Kristina Baumert, vor etwa 3 Jahren
  13. Default

    Super Video! Vielen Dank!

    Von Kristina Baumert, vor etwa 3 Jahren
  14. Default

    ok
    ganz gut

    Von Jepfly320, vor mehr als 3 Jahren
  15. Default

    dankeschön :)

    Von Queen Lulu**, vor mehr als 3 Jahren
  16. Default

    "Wenn ein Lichtstrahl von einem optisch dünneren Medium, wie Luft, in ein optisch dichteres kommt, wie hier Wasser, dann wird der Lichtstrahl zum Lot hin gebrochen." dieser satz hat mir im test eine 1 gegeben. danke :)

    Von Prayer Koesters, vor fast 4 Jahren
  17. Default

    Ich hätte nicht gedacht das Physik so gut, einfach und anschaulich erklärt werden kann. Sehr gut !!!

    Von Amaido, vor fast 4 Jahren
  18. Default

    wir können das Video mit der Lichtbrechungen nicht mehr herunterladen! Eas läuft schief?

    Von Thomas.Pohl@Telenet.Be, vor etwa 4 Jahren
  19. 1d

    cooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooool

    Von Joachim Müller, vor etwa 4 Jahren
  20. Default

    Ich kann es einfach nicht fassen!! Was die Lehrer so kompliziert erklären erklärt sie so einfach! Es macht deswegen auch so spaß !
    Echt super Sandra Haufe!

    Von Yasin11, vor etwa 4 Jahren
  21. Default

    super Video. Vielen Dank

    Von Lolima, vor mehr als 4 Jahren
  22. Default

    Super erklärt, Danke

    Von Gharibian, vor mehr als 4 Jahren
  23. Lina

    super, danke

    Von Angelina L., vor fast 5 Jahren
  24. Default

    Super erklärt!Hat echt geholfen.Danke

    Von Tanja K., vor fast 5 Jahren
  25. Safatutor anmeldebild

    echt klasse hat mir echt geholfen .DANKE

    Von Sophie B., vor fast 5 Jahren
  26. Default

    Hätte ich diese klasse Erklärung vor kurzem gehabt, hätte ich es gleich kapiert kapiert!

    Von The Jagger, vor etwa 5 Jahren
  27. Default

    Der Fisch :D

    Von Velic, vor mehr als 5 Jahren
  28. Default

    gut gut hammer video einfach klasse sandra haufe

    Von Lernender, vor mehr als 5 Jahren
  29. Default

    Sandra Haufe hätte ich gerne als Lehrerin. Alle Video von Ihr sind echt top!

    Von Ammann, vor mehr als 5 Jahren
  30. Default

    echt gutes video ..

    Von Gziberi@Gmail.Com, vor etwa 6 Jahren
  31. Default

    Super!

    Von Mac81, vor mehr als 6 Jahren
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