Beweisen dass Licht in einem geraden Pfad verläuft

Licht ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Tages. Es ermöglicht uns Gegenstände, Formen und Farben zu sehen. Tatsächlich filtern die Pupillen in deinen Augen Licht herein, damit du alles um dich herum sehen kannst.^{[1]XForschungsquelle} Du könntest als Teil einer Schulaufgabe aufgefordert werden zu beweisen, dass Licht in einer geraden Linie verläuft. Das kannst du mit ein paar einfachen Haushaltsgegenständen in drei einfachen Experimenten machen.

Methode 1

Methode 1 von 3:

Ein Nadelloch für Licht machen

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1
Besorge deine Materialien. Mit diesem Experiment kannst du ein Nadelloch für Licht erschaffen, das zeigt, wie Licht in einer geraden Linie verläuft, indem es durch ein Loch gefiltert wird. Um ein Nadelloch zu erschaffen brauchst du folgendes Zubehör:^{[2]XForschungsquelle}
- Drei Karteikarten.
- Ein Stück Modelliermasse oder Klebemasse. Du kannst auch doppelseitiges Klebeband verwenden.
- Eine Taschenlampe oder einen Laserpointer.
- Einen Locher.
- Ein Lineal.
2
Mache ein Loch in die Mitte der Karteikarten. Um dafür nicht allzu viel zu messen, zeichne mit dem Lineal zwei diagonale Linien auf eine Karteikarte, die die entgegengesetzten Ecken der Karte verbinden. Wiederhole das auf den anderen beiden Karten.
- Nimm den Locher und mache ein Loch in die Mitte der Karte, dort wo sich die beiden Linien schneiden. Mache das auch an den anderen beiden Karten.
3
Verwende die Modelliermasse, um die Karten aufzustellen. Die Karten müssen senkrecht stehen, in gleichem Abstand voneinander und in einer geraden Linie, damit dieses Experiment funktioniert.
- Baue mit dem Ton einen Ständer für die Karten, sodass sie gerade und aufrecht stehen. Prüfe mit dem Lineal, dass die Karten 5 bis 12 cm voneinander entfernt stehen.
- Du kannst auch doppelseitiges Klebeband verwenden, um die Karten in senkrechter Ausrichtung auf einer Oberfläche zu befestigen. Bedecke oder behindere nicht das Loch in der Mitte der Karten mit der Modelliermasse oder dem Klebeband.
4
Stelle die Taschenlampe oder den Laserpointer an einem Ende der Kartenreihe aus. Halte die Taschenlampe so in der Hand, dass sie auf die Mitte des Lochs in der ersten Karte trifft. Schalte die Taschenlampe oder den Laserpointer ein.
- Achte darauf, dass das Licht durch alle Löcher gesehen werden kann. Du solltest sehen, wie das Licht durch alle Löcher geht und auf der Wand oder Oberfläche hinter der letzten Karte trifft.
Du wirst feststellen, dass das Licht nicht an der Karte vorbei verläuft. Das zeigt, dass sich Licht in einer geraden Linie bewegt, wenn es auf einen nicht spiegelnden Gegenstand wie die Karteikarte trifft.
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Methode 2

Methode 2 von 3:

Mit einem Spiegel und einer Taschenlampe

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Besorge die Materialien. Bei diesem Experiment wird die Reflexion des Lichtes auf Gegenstände verwendet, um zu zeigen, dass sich Licht in einer geraden Linie bewegt. Du musst dieses Experiment zusammen mit jemand anderem durchführen, denn eine Person hält die Taschenlampe und die andere Person den Spiegel. Du brauchst folgendes Zubehör:
- Zwei bis drei Blätter schwarzes Papier.
- Eine Taschenlampe.
- Einen kleinen Spiegel.
- Kleine Gegenstände wie Knöpfe, Flaschendeckel oder Münzen.
Lege das schwarze Papier auf den Boden in einem wenig belichteten Raum oder, wenn möglich, in einem dunklen Raum. Lege dann zwei bis drei kleine Gegenstände in die Mitte des Papiers.
Die Person mit der Taschenlampe sitzt vor den Gegenständen mit dem Rücken zu den Gegenständen. Die andere Person hält den kleinen Spiegel so, dass er auf die Gegenstände gerichtet ist.
4
Schalte die Taschenlampe ein. Dann schaltet die Person die Taschenlampe so ein, dass sie weg von den Gegenständen zeigt.
- Die andere Person verwendet den kleinen Spiegel, um die Taschenlampe so zu reflektieren, dass das Licht auf die Gegenstände trifft. Bewege dich nahe an das Licht, schräg, um das Licht einzufangen, damit es auf die Gegenstände trifft.
- Ihr müsst vielleicht mehr als einen Spiegel einsetzen, um einen Lichtpfad zu erschaffen, der auf die Gegenstände scheint. Spielt damit herum, das Licht auf den Spiegeln zu reflektieren, bis das Licht auf die Gegenstände trifft. Ihr könnt auch die Gegenstände im Zimmer bewegen, um einen komplexeren Lichtpfad herzustellen, mit der Taschenlampe als Lichtquelle.
- Dieses Experiment zeigt, dass Licht in der Luft in einer geraden Linie verläuft. Es prallt aber auch von spiegelnden Oberflächen wie einem Spiegel ab. Der Lichtwinkel beim Abprallen vom Spiegel ist derselbe wie derjenige, mit dem das Licht auf den Spiegel trifft. Der Spiegel reflektiert das Licht und verändert seinen Pfad von einer geraden Linie zu einer gewinkelten geraden Linie.
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Methode 3

Methode 3 von 3:

Mit Wasser und Öl

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Besorge deine Materialien. Dieses Experiment führt vor, dass Licht in der Luft in einer geraden Linie verläuft, es sich aber verbiegen muss, wenn es auf eine bestimmte Oberfläche trifft, wie Wasser und Öl. Um dieses Experiment durchzuführen brauchst du:
- Ein großes Glasgefäß.
- Zugang zu Wasser.
- Eine Tasse Öl.
- Ein Lineal.
- Einen Löffel.
2
Schütte Wasser in der Gefäß. Fülle das Gefäß zur Hälfte mit Wasser.
- Vergewissere dich, dass das Gefäß groß genug ist, dass das Lineal hineinpasst.
Schütte das Öl mit dem Löffel so in das Gefäß, dass sich eine Ölschicht auf der Oberfläche des Wassers bildet.
4
Lege das Lineal in das Wasser. Richte es so aus, dass es senkrecht im Wasser ist und du die Zahlen auf der Seite des Lineals lesen kannst.
- Beachte, dass die Zahlen gedehnt oder vergrößert erscheinen, während das Licht sich im Öl und Wasser biegt. Bewege das Lineal hin und her, um die unterschiedlichen Erscheinungsformen der Zahlen auf dem Lineal im Öl und Wasser zu beobachten.
- Das zeigt, dass Licht in verschiedenen Medien mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verläuft, wie Luft, Öl und Wasser. Es bewegt sich in der Luft in einer geraden Linie, biegt sich aber, wenn es die Geschwindigkeit verändert, weil es in Kontakt mit einem bestimmten Medium wie Öl oder Wasser kommt.
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