2. Schatten

Versuche:

1. In einem verdunkelten Raum werden Schattenbilder auf einer weißen Projektionsfläche erzeugt.
a) Es wird eine rote
b) eine grüne Spotlampe verwendet.

2. Ein Gegenstand wird gleichzeitig von zwei (nahezu punktförmigen) Lichtquellen beleuchtet. Hinter dem Gegenstand können dann zwei Halbschatten und ein Kernschatten entstehen
a) Es werden zwei Taschenlampenbirnen bzw.
b) zwei farbige Lampen verwendet.

3. Eine Stativstange wird vertikal angeordnet und mit einer horizontal bzw. vertikal angeordneten linienförmigen Lichtquelle beleuchtet.

Wenn das Licht aus einer punktförmigen Lichtquelle auf einen Körper trifft, entsteht hinter dem Körper ein lichtarmer Raum der Schattenraum.
Hält man einen Schirm hinter den Körper, so beobachtet man ein scharf begrenztes Schattenbild; dort trifft weniger Licht auf den Schirm als in der Umgebung des Schattens.
 
 

 
Mit mehreren Lichtquellen vor einem Körper lassen sich Halbschatten erzeugen. Halbschatten sind die Bereiche des Schirms, auf die Licht von nur einem Teil der Lichtquellen fällt. Als Kernschatten bezeichnet man den Bereich, der von keiner der Lichtquellen beleuchtet wird.
Bei farbigen Lichtquellen beobachtet man farbige Halbschatten. Aus der Lage der Halbschatten und ihren Farben kann man die Anordnung und die Farben der Lampen ableiten.
 
 

 
Ausgedehnte Lichtquellen erzeugen Schatten mit unscharfen Rändern.
Das Schattenbild ist in der Richtung unscharf verbreitert, in der die Lichtquelle ausgedehnt ist.

Übungen

1. Konstruieren Sie die Schattenbilder, die die beiden punktförmigen Lichtquellen L1 und L2 auf
dem Schirm erzeugen. Kennzeichnen Sie Kernschatten und Halbschatten.



2. Eine ausgedehnte Lichtquelle kann man sich aus vielen Lichtpunkten aufgebaut vorstellen.
Ausgedehnte Lichtquellen erzeugen unscharfe Schattenränder, wie an der folgenden Zeichnung
verdeutlicht werden soll. Konstruieren Sie darin die Schattenbilder, die die hervorgehobenen
Lichtpunkte erzeugen. Markieren Sie den Kernschatten des Gegenstandes.




3. Erläutern Sie an den beiden folgenden (nicht maßstabsgerechten) Zeichnungen, wie es zu einer
Mondfinsternis bzw. zu einer Sonnenfinsternis kommt.
 
 




4. In der folgenden Abbildung werden vier Begriffe eingeführt:

a) Wie groß wird das Schattenbild des Bleistiftes bei g = 50 cm, b = 1 m und G = 18 cm?

b) Ändern Sie die Gegenstandsweite auf g = 25 cm und bestimmen Sie wieder die Bildgröße B.

c) Versuchen Sie anzugeben, wie B, G, b und g zusammenhängen.