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Lichtdurchlässigkeit 07:05 min

Textversion des Videos

Transkript Lichtdurchlässigkeit

Hallo und Willkommen. Dies ist das Lernvideo zum Thema "Lichtdurchlässigkeit". Wenn wir uns umschauen, dann sehen wir unzählige schöne Dinge. Doch was unsere Augen eigentlich wahrnehmen, ist nichts Anderes als Licht. Und während das Licht von der Sonne oder einer Lampe seinen Weg in unser Auge findet, durchquert es zahlreiche Materialien und Objekte und prallt an wiederum anderen Objekten ab, je nachdem, wie lichtdurchlässig diese Gegenstände und Objekte sind. Wir werden uns in diesem Film also mit der Frage beschäftigen, wann Dinge als lichtdurchlässig gelten und welche Eigenschaften sie dann besitzen. Im Vorfeld solltet ihr schon etwas über die Ausbreitung des Lichts gesehen haben. Wir gehen hier auf die makroskopische Lichtdurchlässigkeit ein. Hierzu definieren wir diese zuerst und grenzen sie von anderen Eigenschaften ab. Als nächstes werden wir uns die Unterteilung in reguläre und diffuse Phänomene ansehen und etwas genauer betrachten. Am Ende besprechen wir noch einige kurze Beispiele, damit ihr dann eigenständig beurteilen könnt, welche Materialien lichtdurchlässig sind und welche nicht bzw. ob sie diffus oder regulär mit dem Licht interagieren. Es sei noch gesagt, dass wir hier nicht auf die Frequenzabhängigkeit der Eigenschaften eingehen werden. Aber beginnen wir mit der Definition. Ein Material wird als lichtdurchlässig bezeichnet, wenn elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich dieses Material nahezu ungedämpft passieren kann oder einfacher gesagt: wenn Licht hindurchgelangen kann. Eine normale Glasscheibe ist somit lichdurchlässig, während ein Stück Holz lichtundurchlässig ist. Hierbei muss man darauf achten, dass es im Allgemeinen mehrere Abgrenzungen des Begriffes gibt. Zum Einen die einfache Lichtdurchlässigkeit. Sie wird auch "Transluzenz" genannt und ist wie angegeben definiert. Doch es gibt noch eine stärkere Eigenschaft, die sogenannte "Blickdurchlässigkeit" oder auch "Transparenz". Ein Material ist blickdurchlässig, wenn es Licht nicht nur hindurchlässt, sondern dahinter liegende Objekte auch scharf und unverzerrt abbildet, oder wieder einfacher gesagt: wenn man hindurchsehen kann und alle Objekte scharf erkennen kann. Ein einfacher Unterschied wäre zum Beispiel eine Glasscheibe und eine Flasche Cola. Durch die Cola kommt zwar das Licht hindurch, doch ist dies meist nur als Schimmer zu erkennen. Ganz anders bei einer Glasscheibe. Sie bildet Objekte scharf ab und wird daher auch als transparent oder blickdurchlässig bezeichnet, während Cola lediglich lichtdurchlässig ist. Durch eine Glasscheibe kann man quasi blicken, als wäre sie gar nicht da. Natürlich sind blickdurchlässige Materialien auch immer lichtdurchlässig. Andersherum jedoch nicht. Deswegen bezeichnet man Blickdurchlässigkeit als stärkere Eigenschaft, im Gegensatz zur Lichtdurchlässigkeit. Materialien, die nicht lichtdurchlässig sind, heißen natürlich lichtundurchlässig. Jedoch gibt es auch hier wieder 2 Unterteilungen. Ein Stoff kann reflektierend sein, was auch "zurückwerfend" genannt wird. Ein einfallender Lichtstrahl wird dann nach den Reflektionsgesetzen einfach zurückgeworfen. Diese Stoffe sind meist hellfarbig und sehr glänzend. Ein Material kann aber auch absorbierend, oder aufnehmend, sein. Einfallendes Licht wird dann vom Material aufgenommen. Der Lichtstrahl wird quasi vom Objekt verschluckt und bewegt sich nicht weiter. Diese Objekte sind meist eher schwarz. Natürlich kann es auch Mischformen dieser 4 Eigenschaften geben, also zum Beispiel ein Objekt, das zum Teil das Licht durchlässt und zum Teil absorbiert. Eine weitere Einteilungsmöglichkeit ist die Differenzierung in reguläre und diffuse Phänomene. Diese treten generell nicht nur bei lichtdurchlässigen, sondern auch bei lichtundurchlässigen Materialien auf. Bei Letzteren handelt es sich dann um eine reguläre bzw. diffuse Reflektion. Ist ein Material regulär durchlässig, so kann Licht unter bestimmten Abhängigkeiten hindurchtreten. Parallele Lichtstrahlen können hierbei natürlich verzerrt oder abgeschwächt werden, jedoch meist in einer konkreten anzugebenden Beziehung. Lichtstrahlen, die weiter oben auf das Material treffen, können zum Beispiel stärker abgelenkt werden, als Lichtstrahlen, die weiter unten auftreffen. Bei der diffusen Lichtdurchlässigkeit werden parallel ankommende Lichtstrahlen wild in alle Richtungen abgelenkt. Sie treten zwar durch das Material hindurch, werden aber an gewissen Teilchen oder Partikeln gestreut. Dies können zum Beispiel Sandteilchen in einem sonst klaren Wasse sein, oder bestimmte Zusätze in einer Glasscheibe. Es entsteht ein unzusammenhängendes (diffuses) Bild hinter dem Material. Diffusdurchlässige Materialien sind deswegen in der Regel nicht blickdurchlässig. Bei der Reflektion, also dem zurückwerfenden Phänomen, gibt es ebenso eine Einteilung in diffus und regulär. Bei sehr glatten Oberflächen haben wir in der Regel eine reguläre Reflektion. Alle parallel einfallenden Lichtstrahlen werden gleichmäßig reflektiert und es entstehen schöne und unverzerrte Bilder und Reflektionen. Dies ist zum Beispiel bei Spiegeln der Fall. Hier ist die Oberfläche sehr glatt und kann äußerst schön und regulär reflektieren. Bei der diffusen Art der Reflektion handelt es sich meist um eine sehr raue und unregelmäßige Oberfläche. Das Licht trifft dann auf eine quasi hügelige Fläche und wird in alle Richtungen zurückgeworfen. Dadurch entsteht ein meist schwaches und sehr mattes Bild. Bei absorbierenden Materialien macht eine solche Unterteilung natürlich keinen Sinn und wird weggelassen. Betrachten wir nun noch 2 kurze Beispiele. Zuerst ein spezielles Milchglas, das aufgrund des weißen Durchschimmerns so genannt wird. Da wir die dahinter stehende Person sehen können, kann das Licht durch das Glas durchtreten und es ist lichtdurchlässig. Blickdurchlässig ist es jedoch nicht, da die Umrisse und Abbildungen sehr verschwommen sind. Es scheint sogar eher diffuslichtdurchlässig zu sein, was darauf hindeutet, dass die Oberfläche vom Milchglas angeraut ist oder es winzige Partikel als Zusatz enthält, welche das Licht streuen. Als Nächstes schauen wir uns ein Auto, und speziell den Lack dieses Fabrikats, an. Dieser ist offensichtlich nicht lichtdurchlässig, also auch nicht blickdurchlässig. Man kann nicht hindurchsehen und das Licht kann nicht hindurchtreten. Da er keine schwarze Farbe hat, scheint er auch nicht vollständig absorbierend zu sein. Dementsprechend wird ein großer Teil des Lichts reflektiert. An den scharfen Lichtreflexionen des Lackes erkennt man außerdem, dass es sich um eine eher reguläre Reflexion handelt, also keine diffuse. Das schließt auf eine sehr gleichmäßige und ebene, glatte Oberfläche des Lackes, was man von Autolacken ja meistens auch kennt. Mit diesen Worten will ich mich verabschieden. Ich wünsche Euch noch viel Spaß und Ihr könnt Euch mal umschauen und überlegen, wie lichtdurchlässig die Dinge in eurer Umgebung sind. Dadurch kann man oft viel über sie herausfinden. Euer Philip Physik.

4 Kommentare
  1. Default

    super

    Von Mylog, vor etwa einem Jahr
  2. Default

    Wieso gucken deine Figuren immer so...böse=-O

    Von Ti2007, vor etwa 2 Jahren
  3. Default

    immer gut erklärt

    Von A.Bernd, vor mehr als 3 Jahren
  4. Default

    Hallo ich wollte mal fragen ob sie ein Video zur Reflexion am Hohlspiegeln sprich am Löffel oder ähnliches drehen könnten. (F,M,B,G)? Das wär total toll weil ich das noch nicht so ganz verstehe

    Von Gabrielawenzel70, vor mehr als 4 Jahren

Lichtdurchlässigkeit Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Lichtdurchlässigkeit kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme, welche Objekte lichtdurchlässig und welche lichtundurchlässig sind.

    Tipps

    Stell dir vor, du hältst die Objekte vor eine Kerzenflamme.

    Kannst du das Kerzenlicht durch das Objekt hindurch sehen?

    Lösung

    Bei der Einteilung der Objekte geht es wirklich erst mal nur um die Frage, ob beispielsweise das Licht einer Kerzenflamme durch das Objekt hindurchdringt oder nicht.

    Lichtdurchlässige Materialien lassen dabei natürlich unterschiedlich viel Licht hindurch. Durch die Fensterscheibe fällt fast das gesamte Kerzenlicht, genau wie durch klares Wasser im Aquarium oder Luft. Durch einen Eiswürfel fällt schon nicht mehr soviel Licht, noch weniger ist es bei den dunklen Gläsern einer Sonnenbrille oder den Blättern einer Pflanze.

    Lichtundurchlässige Materialien lassen überhaupt kein Licht hindurch. Dazu zählen die anderen aufgeführten Objekte, denn auch der Mond ist ja "nur" ein riesiger Stein.

  • Schildere, wie eine Schneeblindheit entstehen kann.

    Tipps

    Die Schneeoberfläche ist weiß und glänzt an manchen Stellen leicht.

    Lösung

    In einer schneebedeckten Landschaft wird die Sonnenstrahlung und damit auch die enthaltende schädliche UV-Strahlung teilweise diffus von der rauen Schneeoberfläche am Boden reflektiert. Ein Abwenden von der Sonne reicht dann nicht aus, nur das Schließen der Augen oder eine passende Schutzbrille können die Augen vor zu starker UV-Einstrahlung schützen. Sonst kann Schneeblindheit die Folge sein.

    Bei einem leichten Krankheitsverlauf heilen die Schäden an den Augen wieder ab. Wenn jedoch zum Beispiel die Netzhaut irreparabel beschädigt ist, führt die Schneeblindheit zu dauerhaften Sehschäden.

  • Definiere die wichtigsten Begriffe rund um das Thema Lichtdurchlässigkeit.

    Tipps

    Eine gefüllte Colaflasche ist transluzent, eine gewöhnliche Glasscheibe hingegen auch transparent.

    Reflektierende Materialien sind meist hell und glänzend, absorbierende Materialien eher schwarz und matt.

    Lösung

    Bei den verschiedenen Materialeigenschaften stellt man sich am besten zuerst die Frage, ob das Material lichtdurchlässig ist oder nicht. Danach ist die weitere Einteilung leichter.

    Stellt man hinter das Material eine Lichtquelle und kann durch das Material hindurch Licht von dieser Quelle sehen, liegt Lichtdurchlässigkeit vor. Erscheinen die Dinge hinter dem Material außerdem scharf, ist es transparent, ansonsten nur transluzent.

    Stellt man hinter das Material eine Lichtquelle und kann durch das Material hindurch kein Licht von der Quelle sehen, liegt Lichtundurchlässigkeit vor. Wird einfallendes Licht von dem Material zurückgeworfen, reflektiert es. Nimmt es hingegen das Licht auf, absorbiert es.

  • Leite ab, wie es zu einer Schneeblindheit kommen kann.

    Tipps

    Welche Objekte hier geben tatsächlich Strahlung ab und welche nicht?

    Vorsicht: Nicht alle Strahlungsquellen hier geben wirklich UV-Strahlung ab.

    Die UV-Strahlung muss intensiv und über einen längeren Zeitraum in die Augen fallen, um Schäden zu verursachen.

    Lösung

    Ursache für die Schneeblindheit ist tatsächlich die schädliche UV-Strahlung der Sonne. Schnee gibt keine Strahlung ab, er leuchtet nicht. Die natürliche Radioaktivität im Boden ist für die Augen unschädlich, dadurch entsteht lediglich geringfügig radioaktive Strahlung, keine UV-Strahlung. Und Taschenlampen geben, wenn überhaupt, nur sehr geringe Mengen von UV-Strahlung ab.

    Normalerweise schützen sich die menschlichen Augen vor zu starker Sonnenstrahlung. Der direkte Blick in die helle Sonne ist für uns unangenehm, wir schauen dann Richtung Boden. In einer schneebedeckten Landschaft jedoch wird die Sonnenstrahlung und damit auch die enthaltende schädliche UV-Strahlung teilweise diffus von der rauen Schneeoberfläche am Boden reflektiert. Ein Abwenden von der Sonne reicht dann nicht aus, nur das Schließen der Augen oder eine passende Schutzbrille können die Augen vor zu starker UV-Einstrahlung schützen. Sonst kann Schneeblindheit die Folge sein.

    Bei einem leichten Krankheitsverlauf heilen die Schäden an den Augen wieder ab. Wenn jedoch zum Beispiel die Netzhaut irreparabel beschädigt ist, führt die Schneeblindheit zu dauerhaften Sehschäden.

  • Ordne den Objekten die passenden Eigenschaften zu.

    Tipps

    Durchlässig oder undurchlässig: Welche Objekte lassen hellgrüne Lichtstrahlen auf der rechten Seite austreten und welche nicht?

    Regulär oder diffus: Sind die hellgrünen Lichtstrahlen regelmäßig angeordnet oder kreuzen sie sich?

    Lösung

    Gut verdeutlicht man sich die Eigenschaften in Form einer Übersicht wie zum Beispiel in der gezeigten Tabelle. Hier taucht die Absorption nicht auf, da eine Unterteilung in regulär und diffus entfällt. Oder gefällt dir eine andere Übersichtsform besser?

  • Prüfe, ob der Vergleich von Kohlestücken und Eiswürfeln richtig ist.

    Tipps

    Laura hat immer aus Versehen das Gegenteil in die fehlerhaften Sätze geschrieben.

    Lösung

    Das Hauptmerkmal von Kohle ist ihre tiefschwarze Farbe. Kohle ist somit ein klassisches Beispiel für einen lichtundurchlässigen absorbierenden Stoff.

    Eis ist wie Glas meist lichtdurchlässig. Allerdings ist es nur unter idealen Bedingungen auch regulär durchlässig und somit transparent. Damit man die Objekte durch Eis hindurch scharf sehen kann, muss das Eis möglichst rein sein. Normalerweise werden aber beim Einfrieren des Wassers Luftblasen (oder auch Schmutzpartikel und Ähnliches) mit eingeschlossen, die das Licht streuen. In der Natur ist Eis darum diffus durchlässig und transluzent.