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Das Reflexionsgesetz I musstewissen Physik

musstewissen Physik7:57 281.253 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

Transkriptautomatisch erstellt · 85 Zeilen
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  1. In diesem Clip gibt es das, was ihr über ... ... Reflexion an ebenen Flächen ... - ... das Reflexionsgesetz ...
  2. ... die Entstehung virtueller Bilder ... - ... und Winkelspiegel wissen müsst. * Musik *
  3. Heute beschäftigt uns der Weg des Lichts bei der sogenannten Reflexion. Wenn ein Lichtstrahl von einem Gegenstand zurückgeworfen wird,
  4. dann heißt das, er wird reflektiert. Erst mal zum einfachsten Fall:
  5. die gezielte Reflexion an einer glatten Fläche. So eine spiegelglatte Fläche heißt auch "eben".
  6. Die gibt es aber nicht nur beim Spiegel, sondern auch bei einem ruhigen See. Die Wasseroberfläche ist eben und wirkt ganz genauso - alles spiegelt sich auf ihr.
  7. Der Spiegel hier liegt jetzt auf dem Tisch und mit dem Laserpointer spielen wir herum und checken,
  8. wo der Lichtstrahl genau langfliegt. Damit wir den besser erkennen können, haben wir eine schwarze Pappe.
  9. Je nachdem, wie ich ich den Laserpointer halte, haut der reflektierte Lichtstrahl in verschiedene Richtungen ab.
  10. Den Lichtstrahl, der auf den Spiegel trifft, den nennt man den einfallenden Lichtstrahl.
  11. Der, der vom Spiegel zurückgeworfen wird, das ist der reflektierte Lichtstrahl.
  12. Früher nannte man den auch den ausfallenden Lichtstrahl. Damit wir aber eine Regelmäßigkeit finden können,
  13. müssen wir die Lage finden, die parallel ist zum einfallenden Lichtstrahl und zum reflektierten Lichtstrahl.
  14. Diese nennt man dann die Reflexionsebene oder auch Einfallsebene.
  15. Sie steht immer senkrecht auf der Spiegeloberfläche. Also, das hier ... das wär sie nicht.
  16. Und das hier ... auch nicht. Aber das hier ...
  17. Das ist genau die Reflexionsebene. Und wenn wir die Reflexionsebene haben,
  18. sind wir schon fast am Reflexionsgesetz angekommen. Das hier ist der einfallende Strahl.
  19. Der ist blau. Sobald er an der Spiegelfläche zurückgeworfen wird,
  20. wird er zum reflektierten Strahl. Hier grün.
  21. Hier in gelb sehen wir dann die Reflexionsebene, die manchmal auch Einfallsebene genannt wird.
  22. Das war beim Versuch unsere schwarze Pappe in der richtigen Stellung. Also parallel zum einfallenden und reflektierten Strahl
  23. und senkrecht auf der Spiegelfläche. Das Reflexionsgesetz besagt:
  24. Aber wo sind diese komischen Winkel denn nun? Hierfür brauchen wir das Einfallslot.
  25. Das seht ihr hier. Das Einfallslot steht senkrecht auf der Spiegeloberfläche
  26. und geht durch den Punkt, in dem der Lichtstrahl auf die Spiegelfläche trifft. Alle Winkel von denen wir hier reden und die wir messen,
  27. sind immer die Winkel zum Lot hin. Der Einfallswinkel ist also der Winkel
  28. zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem Lot. Wir nennen ihn "Alpha".
  29. Der Ausfallswinkel ist zwischen dem ausfallenden Lichtstrahl und dem Lot. Der bekommt den Namen "Alpha Strich".
  30. und wir machen hinter das "α" einen kleinen Strich nach oben. Und nun noch mal.
  31. Das Reflexionsgesetz besagt: Erstens, einfallender Lichtstrahl, reflektierter Lichtstrahl und Einfallslot
  32. liegen in einer Ebene. Und zweitens, Einfallswinkel ist gleich Ausfallswinkel.
  33. Den nennt man auch den Reflexionswinkel. Also: α = α'.
  34. Das mit dem Reflexionsgesetz ist ja schön und gut. Aber das mit dem Spiegel ist ja schon verrückt, wenn man drüber nachdenkt.
  35. Man sieht etwas da, wo eigentlich gar nichts ist. Ihr seht mich hier zum Beispiel doppelt.
  36. Einmal mich und einmal mein Spiegelbild. Aber hinter der Spiegelfläche bin ich ja gar nicht.
  37. Noch verrückter wird es, wenn ich mit einer Lichtquelle wie dieser Taschenlampe
  38. in den Spiegel hineinleuchte. Dann sieht es so aus, als würde das Licht aus dem Spiegel herauskommen.
  39. Aber das kann ja gar nicht sein, denn hinter dem Spiegel ist überhaupt keine Lichtquelle.
  40. Sondern nur ich. So ein Bild, das eigentlich nicht da ist, nennt man auch Scheinbild
  41. oder virtuelles Bild. Unser Spiegelbild ist also ein Scheinbild.
  42. Wir sehen den Spiegel als solches gar nicht mehr. Warum sehen wir überhaupt ein Spiegelbild?
  43. Hier schaut der Simon auf den Spiegel, vor dem kein Baum und keine Kerze steht.
  44. Nein, vor dem Spiegel stehe ich mit meinem Selfiestick. Denn was gibt es Schöneres,
  45. als sich selbst mit einem Selfiestick im Spiegel zu betrachten. Quatsch beiseite.
  46. Licht breitet sich ja geradlinig und kegelförmig aus. Das heißt, wir zeichnen mal die Randstrahlen eines Lichtbündels,
  47. das von meiner Cappy-Spitze direkt in Simons Auge fällt. Zuerst einmal die Reflexion für den oberen Randstrahl,
  48. der an der Ebene reflektiert wird. Da zeichnen wir das Einfallslot
  49. und es gilt ja, Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Dasselbe machen wir mit dem unteren Randstrahl.
  50. Lot zeichnen, Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel, fertig! Und schon fällt das Lichtbündel in Simons Auge.
  51. Der menschliche Sehapparat verlängert nun intuitiv diese Randstrahlen und denkt sich dabei:
  52. Ich hab ja gelernt, Licht breitet sich geradlinig aus und knickt nicht einfach ab. Daher erscheint für Simon ein virtuelles Bild der Cappy-Spitze
  53. hinter der Spiegeloberfläche, auch wenn ich samt Cappy natürlich vor dem Spiegel stehe und nicht dahinter.
  54. Was für mein Cappy gilt, gilt natürlich auch für den Rest von mir, also Kopf, Arme, Beine und natürlich auch meinen Selfiestick.
  55. Man kann sich so Spiegel aber auch zunutze machen. Also nicht nur für Make-up-Tutorials, nein, auch im echten Leben.
  56. Eine Anordnung von zwei Spiegeln, die in einem bestimmten Winkel zueinander stehen,
  57. nennt man, wer hätte es gedacht, Winkelspiegel. Da diese beiden Spiegel einen rechten Winkel, also 90 Grad, einschließen,
  58. ist das ein rechtwinkliger Winkelspiegel. Der ist beinahe schon magisch,
  59. denn er dreht unseren Piratenbleistift einfach um. Hier der Weg des Lichtstrahls:
  60. Wir schauen von oben auf den Winkelspiegel. Nehmen wir mal einen Lichtstrahl,
  61. der von der Spitze des Bleistifts zum Winkelspiegel geworfen wird. Der trifft dann auf den ersten Spiegel auf
  62. und wird nach dem Reflexionsgesetz reflektiert. Einfallswinkel α1 ist gleich Ausfallswinkel α1'.
  63. Dasselbe geht dann auf dem zweiten Spiegel weiter. Auch hier gilt das Reflexionsgesetz:
  64. α2 = α2'. Der Lichtstrahl verläuft nach der doppelten Reflexion im Winkelspiegel
  65. also parallel zum einfallenden Lichtstrahl. Was für die Spitze vom Bleistift gilt, gilt natürlich auch für das Ende.
  66. Spitze und Ende tauschen also im Spiegelbild die Positionen. Das Spiegelbild im Winkelspiegel erscheint uns so,
  67. als ob wir den Bleistift einfach umgedreht hätten. Aus zwei mach drei.
  68. Wenn wir unseren Winkelspiegel jetzt auf einen weiteren Spiegel stellen, dann entsteht der sogenannte Tripelspiegel.
  69. Tripel kommt von der Zahl drei. Hier stehen also drei ebene Spiegel jeweils im 90-Grad-Winkel aufeinander.
  70. Und wenn ich jetzt hier reinschaue ... dann ist das Bild auf dem Kopf.
  71. Das Prinzip ist hier ähnlich wie beim Winkelspiegel, aber funktioniert immer,
  72. egal aus welcher Richtung ein Lichtstrahl oder ein Lichtbündel auf einen der Spiegel prallt.
  73. Der Lichtstrahl verlässt unseren Tripelspiegel immer parallel zum einfallenden Lichtstrahl
  74. und das meistens nach drei Reflexionen. Hier ist noch ein Lichtstrahl, bäm, bäm, bäm und parallel wieder raus.
  75. Und noch einer. Man könnte meinen, dass Tripelspiegel ungeheuer wichtig seien,
  76. denn schließlich haben die Jungs bei der ersten Mondlandung so einen Kasten auf dem Mond zurückgelassen,
  77. auf dem 120 dieser Tripelspiegel angebracht sind. Damit kann man dann die Entfernung zwischen Erde und Mond
  78. auf 20 cm genau bestimmen. Und man kann dadurch auch feststellen,
  79. ob Kontinente zum Beispiel auseinanderdriften und lauter so ein Kram.
  80. Aber viel spannender ist, was eure Handykamera anstellt, wenn ihr ein Selfie macht.
  81. Wenn ihr mit dem Handy ein Selfie schießt, dann seht ihr euch tatsächlich spiegelverkehrt.
  82. Das könnt ihr erkennen, weil ich im Handy auf der rechten Seite bin, aber wenn es nicht spiegelverkehrt wäre, müsste ich auf der linken Seite sein.
  83. Das machen die Hersteller deshalb, weil wir gewohnt sind, uns selbst im Spiegel zu sehen - also spiegelverkehrt.
  84. Und damit wär's das auch schon. Alles Wichtige von dieser Folge findet ihr auf den Spickzetteln.
  85. Untertitel im Auftrag des ZDF für funk, 2017

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