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Beobachtungen:

Lichtbrechung, Reflexion,  Schatten und Streuung,

erhöhte und erniedrigte Intensität an verschiedenen Orten

Lichtstrahlen breiten sich geradlinig aus, so lernt man es in der Schule.
Doch wenn die Strahlen auf Oberflächen mit anderen optischen Eigenschaften treffen, kann sich die Richtung des Strahles oder deren Intensität ändern. brechungsindex
Die Richtungsänderung hängt möglicherweise auch von der Wellenlänge des Lichtes ab.
Mit Spiegeln, Linsen und Prismen nutzen wir diese Effekte in der Praxis.

Es gibt aber auch "natürliche" Objekte, die in diesem Sinne wirken:
Regenbogen, Wasserwelle, Wasseroberfläche, Wassertropfen in der Atmosphäre . . .


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Abb. 01: Sonnenlicht scheint auf eine Wasseroberfläche. Die Wellen bündeln das Licht an einigen Stellen des Meeresbodens. (FB)
Abb. 02: Eine einzelne Welle läuft über eine Wasseroberfläche. Die Steine am Boden werden dadurch  teilweise unscharf. An einigen Stellen unter der Welle ist es heller, an anderen dunkler. (FB)
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Abb. 03: Lichtbrechung: Die Linse führt einzelne Lichtstrahlen an einer Stelle zusammen. Schräge Beleuchtung auf das Papier der dahinterliegenden Scheibe machen den Verlauf der Lichtstrahlen sichtbar. (FB)
Abb. 04: Lichtstreung und Totalreflexion.
Der Laserstrahl wird an der Grenzfläche reflektiert. Er ist nur deshalb im Wasser sichtbar, weil er kleine Teilchen (zugesetzte Trübstoffe) beleuchtet, die das Licht zur Seite streuen. (FB)

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Abb. 04a: Sonnenlicht scheint von der Seite auf kleine Körper aus Preßglas, die vor der Innenseite einer Fensterscheibe hängen.
Während die Fensterscheibe bis auf einige Staubkörner nahezu durchsichtig ist, scheint das Licht von den Glaskörpern  "wie aus dem Nichts" zu kommen. Sogar in der Mitte ist ein Lichtstrahl zu sehen, der gerade auf die Kamera leuchtet.
Es handelt sich um Brechung, Reflexion und Streuung des Lichtes (FB)
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Abb. 04b: Lichtbrechung an einer Grenzschicht: oben Luft, unten Wasser mit Trübungsmittel.
Der Laserstrahl trifft sehr flach auf die Oberfläche, das gebrochene Licht geht in einem steileren Winkel nach unten weiter.
In der Sprache der Physik bezeichnet man als Ein- und Ausfallswinkel die Winkel vom Lot auf die Grenzfläche. Bei dieser Zählweise, wird der Lichtstrahl im optisch dichteren Medium (Wasser) zum Lot hin gebrochen (Brechungsgesetz von Snellius). Der Brechungsindex von Wasser ist größer als der von Luft. Bei der Ausbreitungsbeschwindigkeit ist es umgekehrt. (FB)
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Abb. 05: Lichtbrechung, gerade Objekte können an einer Grenzfläche Wasser-Luft  geknickt erscheinen (FB)
Abb. 06: Lichtbrechung, Diese Fahrbahn führt auf dem Staudamm herunter bis auf den Grund der Innerste-Talsperre. Sie ist geradlinig. (FB)
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Abb. 07: Reflexion, Sonnenlicht wird an einer Isolierglasscheibe zweifach reflektiert. Durch geringen Unterdruck zwischen den Scheiben sind die Oberflächen nicht zueinander parallel. Die beiden Spiegelbilder ergeben zusammen ein nicht gleichmäßig ausgeleuchtetes Bild. (FB)
Abb. 08: Zusätzliches Licht auf eine sonnenbeleuchtete Straßenfläche durch reflektierende Fensterscheiben. (FB)
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Abb. 09: Reflexion des Sonnenlichts von den Isolierglasscheiben des Nachbarhauses. Bei genauem Betrachten sind im rechten Leuchtfleck auch zwei hellere Diagonalen zu erkennen. (FB)
Abb. 10: Der Schatten ist ein Abbild der Wirklichkeit ? Waagerechte Hölzer erzeugen einen schrägen Schatten. Kann man daraus das Original rekonstruieren? (FB)
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Abb. 11: Schatten der Äste mit Blättern, Kopie der Wirklichkeit? (FB) Abb. 12: Schatten der Äste mit Blättern, Kopie der Wirklichkeit? (FB)
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Abb. 13: "Sonnenstrahlen" sichtbar gemacht: Einzelne Wolken schatten das Licht in anderen Bereichen des sichtbaren Himmels teilweise ab.
Im Dunstschleier dort wirken die weniger beleuchteten Bereiche dunkler als die anderen. Es sieht so aus, als wenn die Sonne einzelne Strahlen hätte. (FB)
Abb. 14: Flugzeugspuren am Himmel schatten das Sonnenlicht teilweise ab im dunstigen Himmel über der Spur (schwache dunkle senkrechte Streifen über der Spur). (FB)
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Abb. 15: Das Glasdach eines Bahnhofes ist auf den Betonplatten am Boden als Schatten zu erkennen. (FB)
Abb. 16: Die Schatten sind teilweise sehr scharf (Objekt ist nah) oder weniger scharf, wenn das Objekt weit entfernt ist. Links unten in der Bildecke ist der Schatten eines dünnen Kabels. (FB)
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Abb. 16a: Übersichtsaufnahme zum Bahnhof (FB)
Abb. 17: zwei Regenbögen, Wassertropfen brechen das Sonnenlicht. Nur bei aufmerksamem Beobachten findet man den zweiten Bogen (links). (FB)
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Abb. 18: Nebensonne, Lichtbrechung durch feine Eisnadeln am Himmel. (FB)
Abb. 19: Halo, Ring um die Sonne,  gleicher Öffnungswinkel wie bei Nebensonnen. (FB)
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Abb. 20: "Brockengespenst", das Abbild des Fotografen über einer feuchten Wiese (Morgentau). Die Tautropfen streuen das Licht besonders stark in Richtung der Lichtquelle (Sonne) zurück, wie bei einem reflektierenden Verkehrsschild. (FB)
Abb. 21: Das Sonnenlicht wird an den Nebeltröpfchen gestreut. (FB)
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Abb. 22: Das Sonnenlicht, zunächst an der Glasscheibe gespiegelt, wird an einer dünnen Dunstschicht gestreut. (FB)
Abb. 23: Der Winkel hängt vom Ort des Betrachters ab. (FB)



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