Lichtausbreitung, Schatten und Finsternisse
Licht ist das Schnellste, was es gibt: In einer Sekunde könnte es siebeneinhalbmal um die Erde laufen. Und weil es sich geradlinig ausbreitet, wirft jeder undurchsichtige Gegenstand einen Schatten.
Geradlinige Ausbreitung und Lichtgeschwindigkeit
Im Dunst eines Kinos oder bei Sonnenstrahlen durch eine Wolkenlücke sieht man es direkt: Licht breitet sich in einem einheitlichen Stoff geradlinig aus. Seine Geschwindigkeit im Vakuum beträgt
c ≈ 300 000 km/s = 3 · 108 m/s Lichtgeschwindigkeit
Das Licht der Sonne braucht gut 8 Minuten bis zur Erde, das vom Mond etwa 1,3 Sekunden. In Wasser und Glas ist Licht langsamer – das ist der Grund für die Brechung.
Wie Schatten entstehen
Hinter einem undurchsichtigen Körper gelangt kein Licht hin – dort ist der Schattenraum. Auf einem Schirm sieht man das Schattenbild. Die Ränder des Schattens findest Du, indem Du Randstrahlen von der Lichtquelle an den Kanten des Gegenstands vorbei zeichnest.
- Je näher der Gegenstand an der Lampe ist, desto größer wird der Schatten.
- Eine punktförmige Lichtquelle erzeugt einen scharfen Schatten, eine ausgedehnte (Leuchtstoffröhre, Sonne) unscharfe Ränder.
Kernschatten und Halbschatten
Beleuchten zwei Lampen einen Gegenstand, entstehen verschiedene Schattenbereiche:
- Kernschatten: Hier kommt von keiner Lampe Licht an – er ist ganz dunkel.
- Halbschatten: Hier kommt Licht von nur einer der Lampen an – er ist grau.
Mondphasen
Der Mond wird immer zur Hälfte von der Sonne beleuchtet. Während er in etwa 29,5 Tagen um die Erde läuft, sehen wir von dieser beleuchteten Hälfte mal mehr, mal weniger: Neumond (wir sehen die dunkle Seite), zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond. Die Mondphasen sind also kein Schatten der Erde.
Sonnen- und Mondfinsternis
| Sonnenfinsternis | Mondfinsternis | |
|---|---|---|
| Reihenfolge | Sonne – Mond – Erde | Sonne – Erde – Mond |
| Was passiert? | Der Mondschatten fällt auf die Erde | Der Mond wandert durch den Erdschatten |
| Wann möglich? | nur bei Neumond | nur bei Vollmond |
| Wo sichtbar? | nur in einem schmalen Streifen auf der Erde | auf der ganzen Nachtseite der Erde |
Dass es nicht jeden Monat eine Finsternis gibt, liegt an der um etwa 5° geneigten Mondbahn: Meist zieht der Mond knapp über oder unter dem Schatten vorbei.
Achtung
Schau niemals ohne geprüfte Sonnenfinsternis-Brille in die Sonne – auch nicht bei einer teilweisen Finsternis. Die Netzhaut kann dauerhaft geschädigt werden, ohne dass es wehtut.
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