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UNTERHALTIGE ERFAHRUNGEN ZU HAUSE
Vollständige Reflexion. Physikalische Experimente
Unterhaltsame Erlebnisse zu Hause / Physikexperimente für Kinder Ein interessantes Phänomen tritt bei einem Lichtstrahl auf, der aus einem dichteren Medium in ein weniger dichtes Medium gelangt, beispielsweise Wasser in Luft. Einem Lichtstrahl gelingt dies nicht immer. Es hängt alles davon ab, aus welchem Winkel er aus dem Wasser zu kommen versucht. Mit Winkel ist der Winkel gemeint, den der Strahl mit der Senkrechten zur Oberfläche bildet, die er durchqueren möchte. Wenn dieser Winkel gleich Null ist, hat der Strahl keine Schwierigkeiten, er geht ungehindert aus. Wenn wir zum Beispiel einen Knopf auf den Boden der Tasse stecken und genau von oben darauf schauen, werden wir es gut erkennen. Jetzt werden wir ein Experiment durchführen, bei dem die Strahlen eines Objekts im Wasser nicht in unsere Augen fallen, es wird uns so vorkommen, als sei das Objekt einfach verschwunden. Dies kann passieren, wenn man versucht, ein Objekt im Wasser gerade in einem solchen Winkel zu untersuchen, wenn die Strahlen vollständig von der Oberfläche reflektiert werden, in die Tiefe gehen und unsere Augen nicht erreichen. Dieses Phänomen wird Totalreflexion oder Totalreflexion genannt. Kommen wir zum Erlebnis. Formen Sie aus Plastilin eine Kugel mit einem Durchmesser von 10-12 Millimetern und stecken Sie ein Streichholz hinein. Schneiden Sie aus dickem Papier oder Karton einen Kreis mit einem Durchmesser von 65 Millimetern aus. Nehmen Sie einen tiefen Teller und ziehen Sie zwei Fäden parallel zum Durchmesser im Abstand von drei Zentimetern voneinander daran. Befestigen Sie die Enden der Fäden mit Plastilin oder Klebeband an den Kanten der Platte. Dann stechen Sie mit einer Ahle einen Kreis in der Mitte ein und stecken Sie ein Streichholz mit einer Kugel in das Loch. Stellen Sie den Abstand zwischen der Kugel und dem Kreis auf etwa zwei Millimeter ein. Legen Sie den Kreis mit der Kugelseite nach unten auf die gespannten Fäden in der Mitte des Tellers. Von der Seite betrachtet sollte der Ball sichtbar sein. Gießen Sie nun Wasser bis zur Tasse in den Teller. Der Ball ist verschwunden. Die Lichtstrahlen mit seinem Bild erreichten unsere Augen nicht mehr. Sie drangen, reflektiert von der Innenoberfläche des Wassers, tief in die Schüssel ein. Es gab eine vollständige Reflexion. Das Phänomen der Totalreflexion wird perfekt erreicht, wenn die Kugel mit Ruß geräuchert wird. Es ist notwendig, eine Metallkugel mit einem Auge oder einem Loch zu finden, sie an ein Stück Draht zu hängen und mit Ruß zu bedecken (am besten zünden Sie ein mit Terpentin, Maschinen- oder Pflanzenöl getränktes Stück Watte an). Als nächstes gießen Sie Wasser in ein dünnes Glas und senken die Kugel, wenn sie abgekühlt ist, ins Wasser. Es wird eine glänzende Kugel mit einem „schwarzen Knochen“ sichtbar. Dies liegt daran, dass die Rußpartikel Luft zurückhalten, wodurch eine gasförmige Hülle um den Ballon entsteht. Totalreflexion kann in einem weiteren interessanten Experiment beobachtet werden. Nur für den Erfolg müssen Sie auf eine gute Beleuchtung achten. Gießen Sie Wasser in ein Glas und tauchen Sie eine Glaspipette hinein. Von oben betrachtet, leicht geneigt im Wasser, so dass sein Glasteil deutlich sichtbar ist, reflektiert es die Lichtstrahlen so stark, dass es wie ein Spiegel aussieht, als ob es aus Silber wäre. Doch sobald man mit den Fingern auf das Gummiband drückt und Wasser in die Pipette zieht, verschwindet die Illusion sofort und wir sehen nur noch eine Glaspipette – ohne Spiegeloutfit. Es spiegelte sich in der Wasseroberfläche wider, die mit dem Glas in Berührung kam, hinter dem sich Luft befand. Von dieser Grenze zwischen Wasser und Luft (Glas wird hier nicht berücksichtigt) wurden Lichtstrahlen vollständig reflektiert und erzeugten den Eindruck einer Spiegelung. Als die Pipette mit Wasser gefüllt wurde, verschwand die Luft darin, die totale innere Reflexion der Strahlen hörte auf, weil sie einfach begannen, in das Wasser zu dringen, das die Pipette füllte.
Achten Sie auf die Luftblasen, die manchmal im Wasser auf der Innenseite des Glases entstehen. Die Brillanz dieser Blasen ist auch das Ergebnis der Totalreflexion des Lichts an der Grenze zwischen Wasser und Luft in der Blase. Autor: Rabiza F.V.
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