Diese wird mit c angegeben und beträgt im Vakuum: c = 299 792 km/s ≈ 300 000 km/s In anderen Stoffen hat die Lichtgeschwindigkeit andere Werte

Physik 10, Licht

Licht ist eine Hertzsche (elektromagnetische) Welle.

Sichtbares Licht hat Wellenlängen zwischen 390 nm und 770 nm.

(Siehe Tafelwerk S. 53, Elektromagnetisches Spektrum. Dort findest du auch Informationen über andere Wellen wie z.B. infrarotes und UV-Licht sowie Röntgen- u. Gammastrahlung.)

nm bedeutet Nanometer → 1 nm = 0,000 000 001 m (der Milliardste Teil eines Meters) Infos über Vorsätze → TW S. 47

Licht (wie alle Hertzschen Wellen) breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.

Diese wird mit c angegeben und beträgt im Vakuum: c = 299 792 km/s ≈ 300 000 km/s In anderen Stoffen hat die Lichtgeschwindigkeit andere Werte.

Z.B. sind es in Diamant nur 122 000 km/s

Für Licht gelten viele Gesetze und Eigenschaften wie bei mechanischen Wellen.

Z.B.: c = λ · f

Beispielaufgabe: Berechne die Frequenz von gelbem Licht mit einer Wellenlänge von 580 nm!

ges.: f in Hz

geg.: c = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s λ = 580 nm = 0,000 000 580 m Lös.: c = λ · f | : λ

c λ=f f=

300 000 000m s 0,000 000580m

m s m=m

s :m= m s⋅m=1

s f=517 000 000 000 0001

s=5,17⋅10¹⁴Hz 1 s=1Hz Das Ergebnis wird noch doppelt unterstrichen

Aufgabe: Berechne die Wellenlänge von Licht mit einer Frequenz von 4 · 10¹⁴ Hz!

Zu den Eigenschaften von Licht gehören unter anderem Reflexion und Brechung.

Reflexionsgesetz

Wird Licht an einer Fläche reflektiert, so ist der Einfallswinkel α gleich dem Reflexionswinkel α´.

α = α´

Dabei liegen einfallender Lichtstrahl, Einfallslot und reflektierter Lichtstrahl in einer Ebene.

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Bruchrechnung Ma Kl. 6

Physik 10, Licht

Zeichne den weiteren Strahlenverlauf des gelben Lichtes (mit Pfeil), wenn es auf die beiden blauen Spiegel trifft!

Brechungsgesetz

Beim Übergang des Lichts von einem Stoff in einen Stoff mit anderer Lichtgeschwindigkeit gilt:

sinα sinβ=c₁

c₂ α … Einfallswinkel β … Brechungswinkel

c1, c2 … Lichtgeschwindigkeiten Dabei liegen einfallender Lichtstrahl, Einfallslot und reflektierter Lichtstrahl in einer Ebene.

Die Lichtgeschwindigkeiten für einige Stoffe findet man im TW S. 50

Es gibt auch Brechzahlen n. Diese werden aus den Lichtgeschwindigkeiten hergeleitet und man findet sie im TW S. 54

Will man Brechzahlen nutzen, so lautes die Gleichung für das Brechungsgesetz:

sinα sinβ=n₂

n₁

Zu beachten ist, dass die Winkel immer zwischen Lichtstrahl und Einfallslot gemessen werden!

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Physik 10, Licht Beispielaufgabe:

Berechne den Brechungswinkel!

ges.: β

geg.: α = 60° Wir erinnern uns daran, dass der Winkel zwischen Lichtstrahl und Einfallslot gemessen wird.

c1 = 300.000 km/s ^(gerundet) c2 = 224.000 km/s

Lös.: sinα sinβ=c₁

c2

sinβ=c₂⋅sinα c₁

sinβ=224 000km/s⋅sin 60° 300 000km/s sinβ=224 000km/s⋅0,866

300 000km/s sinβ=0,646

Taschenrechner Shift + sin β = 40,3°

Aufgabe 1: Beim Übergang von Wasser in einen anderen Stoff gilt: α =20° und β = 11°

Um welchen anderen Stoff könnte es sich handeln?

(Suche dir die nötigen Ausgangswerte im Tafelwerk!)

Aufgabe 2: Beim Übergang von Flintglas (leicht) in Luft beträgt der Einfallswinkel 50°.

Berechne den Brechungswinkel so weit es geht. Begründe, warum die Aufgabe mathematisch nicht lösbar ist!

Fortsetzung folgt demnächst.

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Luft Wasser

30°