Transcript Wie breitet sich Licht aus?

Wie breitet sich Licht aus?
Was fällt dir
an diesem
Lichtkegel
auf?
Im Bild sind einige Bahnen dargestellt,
auf denen sich Photonen bewegen könnten.
Welche Bahn nehmen sie vermutlich?
Begründe aus deiner Erfahrung heraus.
Wie breitet sich Licht aus?
Im Bild strömt Licht (Photonen) von einer
Lampe zu einer Wand. Auf welchen Wegen
die Photonen von der Lichtquelle zur Wand
gelangen, kann man nicht sehen.
An den hell leuchtenden Kreideteilchen kann
man nur erkennen, dass dort Photonen
vorbeigekommen und in unser Auge gestreut
worden sind.
Weil man die Photonen nicht strömen sieht,
könnte man alle möglichen Bahnen für sie
zulassen.
Welche Bahn aber nimmt Licht tatsächlich?
Wie breitet sich Licht aus?
Es gibt zwei Beobachtungen, die
eine Antwort ermöglichen:
1. Lichtkegel haben scharfe, gerade
Ränder.
Das lässt vermuten, dass die
Photonen auf geraden Bahnen
laufen.
2. Unabhängig davon, wo die Löcher
in der Pappe sind, kommt das Licht
so hinten heraus, als ob die
Photonen schnurgerade von der
Lichtquelle durch die Löcher laufen
und hinten auch kerzengerade
weiterfliegen.
Wie breitet sich Licht aus?
Licht breitet sich geradlinig aus.
Wie breitet sich Licht aus?
Die Vorstellung, dass sich Photonen (Licht)
geradlinig bewegen, ist für alles, was wir mit Licht in
der Schule anstellen, sehr hilfreich.
Wir werden sie in Zukunft immer benutzen.
Photonen fliegen geradlinig, solange sie nicht
behindert werden.
Wie breitet sich Licht aus?
Erkläre den Unterschied
zwischen
1. „Lichtbündel",
2. „Lichtkegel"
3. „Lichtstrahl"
Beschreibe die
geometrische Form der
Lichtbündel, innerhalb
derer sich die Photonen
jeweils von der Lampe
wegbewegen.
Photonen fliegen geradlinig, solange sie nicht auf
ein Hindernis treffen.
• Genau am oberen Rand des Lichtkegels laufen
Photonen von der Lichtquelle schräg nach rechts
oben, alle genau hintereinander in einer Bahn
kanalisiert.
• Am unteren Rand ist die Photonenbewegung
genauso, nur hat der Photonenkanal eine
andere Richtung.
• In diesem Sinn können wir uns den ganzen
Lichtkegel aus sehr vielen Kanälen
zusammengesetzt denken.
• Statt „Photonenkanal" können wir auch
„Lichtkanal“ sagen oder- um seine
Geradlinigkeit zu betonen - vom „Lichtstrahl“
reden.
• Der Lichtkegel ist ein Bündel aus sehr vielen
derartigen Lichtstrahlen.
Dieses Bild zeigt, dass „Photonenkanäle" bzw. Lichtstrahlen in
einem Lichtbündel verschieden zueinander ausgerichtet sein
können:
(1)
(2)
(3)
Sie können von einem Punkt kommen und auseinanderlaufen,
dann nennen wir das Lichtbündel divergent.
Sie laufen aus verschiedenen Richtungen alle auf einen Punkt
zu; ein solches Bündel heißt konvergent.
Sie laufen weder zusammen noch auseinander, haben also
alle die gleiche Richtung: Wir haben ein Parallel-Lichtbündel.
Verschiedene Lichtbündelformen:
Parallel-Lichtbündel
Verschiedene Lichtbündelformen:
konvergentes Lichtbündel
Verschiedene Lichtbündelformen:
divergentes Lichtbündel
Was Photonen so alles passiert: