Physik 5. Klasse ‐ Abitur Show Ein Regenbogen ist eine in der Atmosphäre auftretende Lichterscheinung in Form eines in den Farben des Spektrums leuchtenden Kreisbogens. Ein
Regenbogen entsteht, wenn die hinter dem Beobachter stehende Sonne eine vor ihm befindliche Regenwolke oder -wand bescheint. Die Sonnenstrahlen werden in den einzelnen Regentropfen gebrochen und in ihre farbigen Bestandteile zerlegt.
Außerdem werden sie reflektiert und so in das Auge des Betrachters gelenkt (Abb.). Von jedem einzelnen Regentropfen aus gelangt jeweils ein kleiner Teil des Lichtspektrums in das Auge des Bobachters. Für die Entstehung des Regenbogens spielen also nicht nur einzelne Tropfen, sondern die ganze Regenwand eine Rolle. Bei genau einer Reflexion im Tropfen beträgt der Winkel zwischen dem einfallenden Sonnenlicht und dem zum Betrachter reflektierten Licht 42°
(Hauptregenbogen). Bei zwei Reflexionen kan man einen zweiten Bogen sehen, den sog. Nebenregenbogen, der im Winkel von 51° zum einfallenden Sonnenlicht steht. Regenbögen sieht man auch im Sprühwasser von Springbrunnen oder Wasserfällen, im Spritzwasser eines Schiffsbugs auf See oder in
ähnlichen Situationen. Selten treten nachts vom Mond verursachte, sehr lichtschwache Mondregenbögen auf. Verwandt mit dem Regenbogen sind die sog. Halo-Erscheinungen. Diese werden von Eiskristallen in der hohen Atmosphäre verursacht und können sich in vollständigen Kreisbögen um Sonne und Mond oder auch in sog. Nebensonnen äußern. Inhalt
Nach dem Schauen dieses Videos wirst du in der Lage sein, die Entstehung eines Regenbogens zu erklären. Zunächst lernst du, wie Sonnenlicht in einem einzelnen Wassertropfen gebrochen und reflektiert wird.  Anschließend wird darauf eingegangen, wie sich aus dem Licht vieler Tropfen in einer Regenwand ein Regenbogen ergibt. Abschließend lernst du, welchen Einfluss die Perspektive des Betrachters bzw. der Betrachterin auf den Regenbogen hat. Lerne etwas über Liam und seine Suche nach Reichtum am Ende des Regenbogens. Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe, Bezeichnungen und Fachbegriffe wie Regenbogen, Regenwand, Brechung, Reflexion, Einfallswinkel, Reflexionswinkel, Lot, Winkelbedingung, Prisma und Spektralfarben. Bevor du dieses Video schaust, solltest du bereits das Reflexionsgesetz kennen und wissen, wie Licht beim Übergang von einem optisch dünneren in ein optisch dichteres Medium gebrochen wird. Nach diesem Video wirst du darauf vorbereitet sein, mehr über die unterschiedlichen Spektralfarben und Wellenlängen des Lichts zu lernen. Wie entsteht ein Regenbogen?Wenn es regnet und zeitgleich die Sonne scheint, kannst du mit Glück einen Regenbogen sehen. Das gleiche Phänomen kannst du manchmal beobachten, wenn du in der Sonne den Rasen sprengst. Regenbogen müssen also irgendwie mit dem Zusammenspiel von Wasser und Licht zusammenhängen. Doch wie entstehen die Farben des Regenbogens genau? Um das zu verstehen, wollen wir uns heute die physikalische Erklärung für die Entstehung des Regenbogens ansehen. Brechung und Reflexion am Wassertropfen Wir wissen schon, dass die Entstehung eines Regenbogens irgendwie mit dem Zusammenspiel von Wasser und Licht zusammenhängt. Deswegen wollen wir uns anschauen, was an einem einzelnen Tropfen passiert, wenn er von Licht getroffen wird. Das weiße Sonnenlicht trifft auf den Wassertropfen. An der Grenzfläche von Luft zu Wasser wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil gebrochen. Schau dir die Details dazu gerne noch einmal im Video zur Lichtbrechung an. Da der Brechungsindex von Wasser größer ist als der von Luft, wird das Licht zum Lot hin gebrochen. Wie stark das Licht gebrochen wird, hängt von seiner Spektralfarbe bzw. der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle ab. Wir erinnern uns, dass sich weißes Licht aus Licht verschiedener Farben zusammensetzt. Es gibt theoretisch unendlich viele dieser Spektralfarben, meist nennt man aber diese sieben Farben: Violett, Indigo (Farbton zwischen Violett und Blau), Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Licht mit kürzerer Wellenlänge, also zum Beispiel violettes Licht, wird stärker gebrochen als Licht mit größerer Wellenlänge, wie zum Beispiel rotes Licht. Am Wassertropfen wird das violette Licht also stärker abgelenkt als das rote. Das weiße Sonnenlicht wird durch dieses Prinzip in die sieben Spektralfarben aufgefächert, die wir im Regenbogen wahrnehmen. An der Rückseite des Wassertropfens gibt es eine weitere Grenzfläche, diesmal beim Übergang von Wasser zu Luft. An dieser Grenzfläche wird wieder ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil gebrochen, also zurückgeworfen. Dabei gilt bei der Reflexion für alle Wellenlängen das Reflexionsgesetz, also Einfallswinkel ist gleich Ausfallswinkel. Das reflektierte Licht trifft nun wieder auf die Grenzfläche von Wasser zu Luft, wo nun abermals ein Teil des Lichts gebrochen wird: Diesmal wird das Licht vom Lot weg gebrochen, wobei das Licht mit kurzer Wellenlänge wieder stärker gebrochen wird als das mit langer Wellenlänge. Violettes Licht wird also stärker abgelenkt als rotes. Obwohl das violette Licht zweimal stärker gebrochen wird als das rote, sehen wir Folgendes: Im Vergleich zum einfallenden Sonnenlicht ist der Austrittswinkel vom violetten Licht (ungefähr 40°) kleiner als der vom roten Licht (ungefähr 42°). Wir wissen nun also, was an einem einzelnen Regentropfen passiert. Doch wie setzt sich daraus ein Regenbogen zusammen? Die Entstehung des Gesamtbilds Im Himmel befindet sich natürlich nicht nur ein einziger Regentropfen, sondern viele liegen nahe beieinander. Wir können uns das vorstellen wie eine Wand aus Tropfen. Diese können nun alle, so wie oben beschrieben, das Licht brechen und reflektieren. Das Licht, das auf diese Weise bei uns ankommt, ist das, was wir sehen. Schauen wir uns zuerst das rote Licht an: Das sehen wir, wenn die Sonne, der Tropfen und wir als Beobachter so angeordnet sind, dass die Sonnenstrahlen und die vom Tropfen reflektierten Strahlen einen Winkel von 42° ergeben. Denn das ist ja genau der Austrittswinkel, den das rote Licht hat. Wenn sich der Wassertropfen etwas höher befinden würde, dann würde das rote Licht über uns hinweg reflektiert werden: Es würde nicht in unserem Auge ankommen und wir würden es nicht sehen. Die Sonnenstrahlen und die reflektierten Strahlen ergeben nicht nur für eine einzige Position einen Winkel von 42°, sondern für mehrere Positionen innerhalb eines Bogens. Das kannst du dir so vorstellen, als würdest du durch einen Trichter schauen: Alles, was du am Rand der runden Trichteröffnung siehst, kommt im gleichen Winkel bei dir an. Sehen wir uns nun das violette Licht an: Wir erinnern uns, dass der Austrittswinkel kleiner ist als der für rotes Licht. Daher sehen wir das violette Licht weiter unten – dort, wo das Sonnenlicht und das reflektierte Licht einen Winkel von 40° ergeben. Auch in diesem Fall ergibt sich der Winkel von 40° innerhalb eines Bogens. Nun haben wir uns die beiden Randfarben des Regenbogens angesehen. Alle anderen Spektralfarben sehen wir natürlich auch, diese verlaufen mit steigender Wellenlänge von innen nach außen. Außerdem haben wir gelernt, dass es wichtig ist, von wo die Sonne kommt und wo wir als Betrachter stehen: Denn nur so ergeben sich die passenden Austrittswinkel des Lichts. Wir sehen einen Regenbogen also dann, wenn wir der Sonne den Rücken zuwenden. Dieses VideoIn diesem Video wird dir die Entstehung des Regenbogens einfach erklärt. Du weißt nun, was die physikalische Ursache eines Regenbogens ist und warum ein Regenbogen sieben Farben hat. Auch zu diesem Thema gibt es interaktive Übungen und ein Arbeitsblatt. Wie entsteht ein Regenbogen einfach erklärt für Kinder?Ein Regenbogen bildet sich, wenn Lichtstrahlen auf Wassertropfen treffen. Dies kommt vor, wenn es regnet und gleichzeitig die Sonne scheint. Wenn wir den Regenbogen sehen, muss die Sonne hinter uns sein. Aber auch in den winzigen Wassertröpfchen in der Nähe eines Wasserfalls entstehen Regenbogen.
Wie entsteht ein Regenbogen ohne Regen?Die Bestandteile des Lichts verlassen den Regentropfen dann wieder. Passiert der Vorgang bei vielen Regentropfen gleichzeitig, kannst du das Licht als Regenbogen beobachten. Die Entstehung eines Regenbogens ohne Regen ist deshalb nicht möglich.
Wie entsteht ein Regenbogen Biologie?Wenn Licht jedoch auf einen Regentropfen trifft, wird es gebrochen. Bei der Brechung wird es in die Spektralfarben aufgeteilt. Die Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett können vom menschlichen Auge am besten unterschieden werden. Das Licht wird im Regentropfen nicht nur gebrochen, sondern auch reflektiert.
Wie entsteht ein Regenbogen Physik 7 Klasse?Die Ursache für die Entstehung eines Regenbogens ist die Farbzerlegung oder Dispersion des Lichtes durch Brechung. Trifft das weiße Sonnenlicht, das alle Spektralfarben enthält, auf Regentropfen, so wird es beim Eintritt in den Regentropfen (Übergang Luft-Wasser) gebrochen.
|
Wie entsteht ein regenbogen einfach erklärt
zusammenhängende Posts
Urheberrechte © © 2024 de.apacode Inc.
