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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Ein Glas Wasser mit optischem Potenzial

strahlenoptik_p1020556_rvIn der Jugendherberge gab es nur jene an Zahnputzbecher erinnernden Wassergläser mit vertikalen Riffeln, die mir auf eine unerklärliche Weise nicht besonders geschmackvoll vorkamen. Als ich dann auf der Terrasse, die einen herrlichen Blick auf eine schöne Landschaft bot, in eben diesem Glas ein erfrischendes stilles Wasser zu mir nahm, war es als wollte dieses Glas mich eines anderen belehren. Es zauberte in den eigenen Schatten ein wunderbares Strahlenmuster, das ich bislang nur als Ergebnis eines künstlichen Experiments aus dem Physikunterricht kannte. Ich fand es so eindrucksvoll, dass ich mir sofort ein Blatt weißes Papier besorgte, um einen neutralen Hintergrund für ein Foto zu finden. Hier ist das Ergebnis.
Das Sonnenlicht fällt von links ein und wird an den vertikalen Riffeln zu einzelnen Strahlenbündeln gebrochen. Diese werden dann an dem nahezu zylindrischen Wasserkörper wie durch eine Zylinderlinse auf einen Brennfleck außerhalb des Glases fokussiert. Dass wir das auf dem Foto so schön sehen können, ist vor allem zwei Umständen der konkreten Situation zu verdanken. Die Sonne fällt von schräg oben ein. Daher erfasst das Blatt Papier einen Schnitt durch das räumliches Strahlenensemble mit der wunderbaren Wirkung, dass es so aussieht, als würde man einen horizontalen Strahlenverlauf vor Augen haben. Und da die Lichtbündel auch noch wenigstens partiell im Schatten des Glases liegen, sind sie wegen des starken Kontrasts in der Helligkeit auch sehr deutlich zu erkennen. Außerhalb des Schattens erkennt man sie nur andeutungsweise.
Dass ein an sich transparentes Wasserglas einen Schatten wirft, liegt natürlich daran, dass das Licht durch die Brechung aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt und auf einen Fleck fokussiert wird. Dieser enthält also im Idealfall alles Licht, das im Schattenbereich fehlt.
Innerhalb des Glases sieht man auch noch Strahlen, die die Ablenkung der durch die Glasriffel hervorgerufenen Lichtbündel zu zeigen scheinen. Obwohl dies auch in etwa so aussehen würde, wenn man die Strahlen beispielsweise durch Streupartikel indirekt sehen könnte, handelt es sich lediglich um eine Spiegelung der schräg einfallenden Strahlen an der rechten Innenwand des Glases, die wie ein Hohlspiegel wirkt und die Strahlen fokussiert. Der Boden macht auf ähnliche Weise einen Schnitt durch die Strahlenbündel wie das Papier außerhalb des Glases. Man erkennt das an einem Brennpunkt der reflektierten Strahlen auf dem Boden des Glases.
Fazit: Man braucht keine künstlichen Experimente mit Gegenständen der Lehrmittelsammlung, die eigens zu dem Zweck gefertigt wurden, den Strahlenverlauf des Lichts in idealer Weise zu demonstrieren. Oft genügt ein aufmerksamer Blick auf das allenthalben sich entfaltende alltägliche Geschehen. Meines Erachtens sieht es auch noch schön aus.

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Diskussionen

2 Gedanken zu “Ein Glas Wasser mit optischem Potenzial

  1. Psychologisch interessant wäre, warum du geriffelte Gläser nicht so magst😉

    Verfasst von aquasdemarco | 9. Oktober 2016, 09:40

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