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Spiegel

P r a k t i k u m a m :

2 5 . 1 0 . 2 0 0 & 8 . 1 1 . 2 0 0 0

V o n : U r s u l a F e i s c h l

M t r . : 9 8 5 5 0 2 9

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Inhaltsverzeichnis: Lerninhalte und Ziele 2

1. Was ist ein Spiegel 3

2. Entspiegelte Gläser 3 Versuch: Entspiegelte Gläser 4

3. Ebener Spiegel Bild und Strahlengang des ebenen Spiegels 5 Versuch: Spiegelbilder und Spiegelschrift 6 Versuch: Das scheinbare(virtuelle) Bild des Spiegels 7 Versuch: Irrlichter 8 Versuch: Kaleidoskop 9 Versuch: Blick in die Unendlichkeit 10 Versuch: Periskop 11

4. Gekrümmte Spiegel a. Strahlengang 12 Versuch: Der Hohlspiegel 13-15 Versuch: Der Wölbspiegel 16,17 b. Verlauf der wichtigsten Strahlen 18 Versuch: Strahlengang am Hohlspiegel 19,20 Versuch: Strahlengang am Wölbspiegel 19,21 c. Bilder und Bildkonstruktionen Beim Hohlspiegel 22 Beim Wölbspiegel 23 Versuch: Bilder der krummen Spiegel 24 Versuch: Hohlspiegelgleichung, Hohlspiegelbilder 25-29 Versuch: Das vergrößerte Bild am Hohlspiegel 25,30 Versuch: Bilder am Wölbspiegel 31 d. Einige Anwendungen gekrümmter Spiegel 32

5. Katakaustik, Parabolspiegel 33 Versuch: Katakaustik 34

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Lerninhalte und Ziele

Lerninhalte für 4.Klasse

• Was ist ein Spiegel

• Welche Bilder entstehen, wie entstehen sie?

• Was ist ein virtuelles Bild?

• Wichtigste Strahlen für Bildkonstruktion verstehen

• Wo werden welche Spiegel eingesetzt ?

Zusätzliche Lerninhalte für 6.Klasse

• Ausgehend vom Reflexionsgesetz Konstruktion der Reflexion von Mittelpunktstrahl, Brennstrahl und Parallelstrahl

• Bildkonstruktionen für krumme Spiegel

• Hohl und Wölbspiegelgleichung (eventuell mit Herleitung)

• Katakaustik und Parabolspiegel

Wichtigste Lernziele • Vertiefung des Reflexionsgesetzes

• Welche Bilder liefert welcher Spiegel

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1. Was ist ein Spiegel ?

Unter einem Spiegel versteht man eine glatte Oberfläche, die das Licht reflektiert. Das was wir so allgemein unter Spiegel kennen sind Glasplatten mit einem dünnen Metallüberzug. Durch diesen Überzug reflektieren sie das Licht besonders gut. Aber schon eine Glasplatte alleine kann wie ein Spiegel wirken.

Beobachtung:

Die beobachtende Person steht in einem Zimmer vor einem Fenster.

Während des Tages sieht sie durch das Fenster ins Freie.

Wird es dunkel und brennt im Zimmer Licht so sieht sie sich im Fenster wie in einem Spiegel. Es ist unmöglich nach draußen zu sehen während sie selbst von draußen gut gesehen wird.

Wird das Licht im Zimmer abgedreht so ist es im Zimmer und draußen gleich dunkel, das Fenster ist wieder durchsichtig von beiden Seiten.

Dieses Tatsache wird auch von der Polizei verwendet. Bei Gegenüberstellungen befinden sich die Verdächtigen in einem hell erleuchtetem Raum vor einer großen Glasplatte die für sie wie ein Spiegel aussieht. Auf der anderen Seite in einem dunkleren Zimmer befinden sich die Augenzeugen.

Ist es auf der einen Seite einer Glasplatte dunkel und auf der anderen hell, so sieht man von dunklen Seite auf die helle Seite. Betrachtet man die Glasplatte aber von der hellen Seite, so wirkt sie wie ein Spiegel.

2. Entspiegelte Gläser

Nicht immer will man diese spiegelnde Eigenschaften von Glas haben. Oft sind sie störend. Wären Brillen nicht entspiegelt so würde man statt den Augen des Brillenträgers sich selbst in der Brille gespiegelt sehen. Daher versucht man die Reflexion am Glas durch Oberflächenbehandlung herabzusetzen.

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VERSUCH: Entspiegelte Gläser

Ziel: Was erreiche ich durch eine Entspiegelung von Glas? Warum sieht man sich in Fensterscheiben aber nicht in Brillengläsern?

Materialien: Richtleuchte Glasplatte entspiegeltes Glasstück (z.B.:Brillenglas) weißer Schirm

Versuch: Bei beiden Glasplatten wird sowohl das durchgehende als auch das reflektierte Licht mit dem Schirm aufgefangen und die Helligkeit verglichen.

Beobachtung: Sieht man sich das reflektierte Licht beider Glasplatten an stellt man fest, daß die entspiegelte Glasplatte weniger Licht reflektiert.

Im durchgehenden Licht ist hingegen der durch die entspiegelte Glasplatte ausgeleuchtete Bereich heller.

Ergebnis:

Durch Oberflächenbehandlung läßt sich die störende Lichtreflexion von Gläsern die dem Lichtdurchgang dienen, wesentlich herabsetzen. Die verminderte Lichtreflexion führt zu einem Lichtgewinn in Durchlaßrichtung.

Bemerkung:

Dieser Versuch ist leicht durchführbar und liefert gute qualitative Ergebnisse.

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3. Ebener Spiegel

Folgende Begriffe sollten für die folgende Behandlung der Spiegel sorgfältig eingeführt werden:

Gegenstandsweite g : Abstand vom Gegenstand zum Spiegel

Bildweite b: Abstand vom Bild zum Spiegel

Virtuelles Bild: Bild, das sich nicht mit einem Schirm auffangen läßt.

Reelles Bild: Bild, das sich mit einem Schirm auffangen läßt

Gegenstandspunkt G : Ausgangspunkt der Lichtstrahlen, Abzubildender Gegenstand

Bildpunkt B: Endpunkt der Lichtstrahlen

Bilder des ebenen Spiegels, Spiegelbilder

Ein ebener Spiegel erzeugt von einem Gegenstand ein virtuelles, gleich großes, seitenverkehrtes Bild das ebensoweit hinter dem Spiegel zu liegen scheint wie der Gegenstand vor dem Spiegel steht.

Strahlengang am ebenen Spiegel:

Wieso glaubt man die Gegenstände hinter dem Spiegel zu sehen?

Unser Auge nimmt den Knick im Lichtstahl nicht wahr und sieht so das Spiegelbild in der Verlängerung der reflektierten Strahlen

Spiegel selbst sind unsichtbar. Ihr Vorhandensein ist nur wahrnehmbar, wenn man ihren Rand sieht oder wenn sie verschmutzt sind.

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VERSUCH: Spiegelbilder und Spiegelschrift

Ziel: Zu verstehen und vorherzusagen wie das Bild im Spiegel aussehen wird.

Material: ebener Spiegel, Zettel, Bleistift, verschiedene Bilder

Versuch: Die Bilder werden auf den Experimentiertisch gelegt und ein ebener Spiegel an einer Seite senkrecht aufgestellt. Einige Wörter werden auf den Zettel geschrieben und im Spiegel betrachtet. Umgekehrt wird versucht so zu schreiben, daß das Wort im Spiegel richtig erscheint.

Beobachtung: Am ebenen Spiegel sind alle Teile des Bildes in gleicher Größe zu sehen.

Jeder dargestellte Gegenstand liegt scheinbar so weit hinter dem Spiegel wieder Gegenstand vor dem Spiegel liegt.

Was rechts steht , bleibt rechts, was links steht bleibt links. Alle Darstellungen und ihre Spiegelbilder liegen bezogen auf die untere Seite des Spiegels symmetrisch. Die Schrift erscheint in Spiegelschrift.

Ergebnis:

Ein ebener Spiegel erzeugt ein Bild, das genauso groß wie der Gegenstand und das so weit hinter dem Spiegel zu liegen scheint wie der Gegenstad davor.

Gegenstand und Spiegelbild sind in Bezug auf die Linie, wo Spiegel und Bild zusammentreffen, symmetrisch.

Bemerkung:

Dieser Versuch ist besonders gut als Schülerversuch für die Unterstufe geeignet. Man muß allerdings damit rechnen einige Zeit dafür aufzuwenden.

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VERSUCH: Das scheinbare (virtuelle) Bild des Spiegels

Ziele: Verstehen der Begriffe virtuelles Bild, Gegenstandsweite und Bildweite

Versuchsbeschreibung: Eydam Kiel O 2.0800 (Siehe nächste Seite)

Irrlichter (anschließend an vorigen Versuch)

Ziel: Nochmalige Verdeutlichen des Begriffs „virtuelles“ Bild

Zusatzmaterial: Wasserglas Wasser Zündholz

Versuch: Aufbau wie vorhin. Zündet man die Kerze vor dem Spiegel an, zeigt sich gleichzeitig am Doch der Kerze hinter dem Spiegel eine Flamme. Hält man ein Streichholz in diese "Flamme" entzündet sie es nicht.

Stülpt man ein Glas über die vordere Kerze erlischt auch die hinter dem Spiegel.

Stellt man ein Glas mit Wasser an die Stelle der Kerze hinter dem Spiegel, so glaubt man eine Kerze zu sehen, die im Wasser brennt.

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VERSUCH: Kaleidoskop

Ziel: Vorzuführen daß auch Spiegelungen von Spiegelungen möglich sind, zu demonstrieren, daß Spiegel unsichtbar sind.

Material: 3 schmale quadratische Spiegel, Schreibpapier, Klarsichtfolie, farbige Folienschnipsel oder feine Glasscherben

Versuch:

Die drei Spiegel werden zu einer dreikantigen Röhre zusammengefügt, die Spiegel sollen sich an der Innenseite befinden. Die obere Öffnung wird bis auf ein rundes Loch um in die Röhre hineinsehen zu können mit Schreibpapier zugeklebt. Die untere Öffnung wird mit Klarsichtfolie verschlossen. Weißes Schreibpapier wird über die Folie geklebt. Dazwischen werden winzige Schnipsel farbiger Folie eingefügt, die sich schütteln lassen.

Beobachtung:

In der Röhre zeigt sich ein sternförmiges Muster, das sich beim Antippen mit dem Finger verändert. Das Bild das man sieht erscheint viel breiter als der Querschnitt der Röhre. Der Unterschied zwischen den Spiegelungen und den Schnipseln ist nicht mehr zu erkennen.

Ergebnis:

Die drei Spiegel vervielfältigen das Bild der bunten Schnipsel. Das Auge kann das gespiegelte Bild ist vom tatsächlichen Bild bis aus die Seitenverkehrtheit nicht unterscheiden. Spiegel sind unsichtbar. Ihr Vorhandensein ist nur wahrnehmbar, wenn man ihren Rand sieht oder wenn sie verschmutzt sind. Bemerkung: Der tatsächliche Bau eines Kaleidoskops ist aus Zeitgründen in einer normalen Unterrichtsstunde wenig zu empfehlen. Hier ist es sinnvoller ein bereits fertiges Kaleidoskop mitzubringen, daß sich zerlegen läßt.

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VERSUCH: Blick in die Unendlichkeit

Ziel: Spiegelungen von Spiegelungen, Lichtverlust bei Mehrfachspiegelungen

Material: Kerze 2 ebene Spiegel

Versuch: Die beiden Spiegel werden parallel zueinander aufgestellt. Zwischen ihnen wird die Kerze plaziert und angezündet.

Beobachtung: Sieht man in einen der beiden Spiegel so sieht man eine unendliche Reihe von Spiegelungen, die sich wie ein gläserner Kanal in die Ferne ziehen und nach und nach immer dunkler und verschwommener werden.

Erkenntnis: Das Bild der Kerze wird unendlich oft hin und hergespiegelt. Da die Glasschicht eines Spiegels nicht völlig klar ist, sondern leicht grünlich schimmert, wird bei jeder Spiegelung etwas Licht verschluckt. Dadurch wird das Bild bei zunehmender Tiefe dunkler und verschwommener.

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VERSUCH:Periskop

Ziel: Vertiefung des Reflexionsgesetzes und des Strahlengangs am ebenen Spiegel Was ist ein Periskop, wie funktioniert es?

Material: 2 ebene Spiegel Pappe, Tixo

Versuch: Nach obiger Skizze wird ein Gehäuse für die beiden Spiegel zusammengeklebt. Diese werden wie oben zu sehen ist darin parallel zueinander befestigt.

Beobachtung:

Sieht man in die untere Öffnung des Periskops so glaubt man durch die obere Öffnung zu sehen.

Ergebnis:

Die beiden Spiegel, die parallel zueinander angeordnet sind lenken sie Lichtstrahlen nach dem Reflexionsgesetz so um, daß es möglich wird über Hindernisse hinweg zu sehen. Das Auge ist unfähig den Knick der Strahlen zu sehen und glaubt so das Bild auf der geraden Fortsetzung des in es einfallenden Strahls zu sehen. Anwendung findet das Periskop z.B.: in U-Booten, es macht es möglich über die Wasseroberfläche zu sehen.

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4. Gekrümmte Spiegel

Wichtige Begriffe:

Divergente Strahlen: Strahlen die von einem Punkt ausgehen und sich nicht mehr schneiden

Konvergente Strahlen: Strahlen die in einem Punkt zusammenlaufen

Mittelpunkt M: Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels bzw. Wölbspiegels

Scheitelpunkt S: Mittelpunkt der Spiegeloberfläche

optische Achse: Gerade durch Mittelpunkt und Scheitelpunkt

Brennweite: Abstand von Brennpunkt und Scheitelpunkt

Mittelpunktstrahlen: Alle Strahlen die durch den Mittelpunkt laufen

Parallelstrahlen: Strahlen die parallel zur optischen Achse einfallen

Brennstrahlen: Strahlen die durch den Brennpunkt einfallen

4.a Strahlengang 1. Beim Hohlspiegel

Parallele Strahlen werden beim Hohlspiegel (wenn sie nicht zu weit von der optischen Achse entfernt sind) annähernd in einem Punkt gesammelt.

Dieser Punkt heißt Brennpunkt und liegt genau in der Mitte zwischen Krümmungs- mittelpunkt M und Spiegelscheitel S.

Der Hohlspiegel macht die einfallenden parallelen Strahlen konvergent, man sagt auch er „sammelt Licht“.

2. Beim Wölbspiegel Parallele Strahlen werden vom Wölbspiegel so zerstreut, daß sie von einem Punkt hinter dem Spiegel auszugehen scheinen.

Dieser Punkt wird Brennpunkt genannt. Der erhabene Spiegel macht parallele Strahlen divergent, er „zerstreut“ Licht.

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VERSUCH: Der Hohlspiegel

Ziel: Verdeutlichen der Begriffe Brennpunkt, konvergent Zu zeigen, daß ein Hohlspiegel Licht sammelt. Bei bekanntem Krümmungsradius Lage des Brennpunkts ermitteln

Versuchsbeschreibung: EYDAM-Kiel O 2.0900 (siehe folgende Seiten)

Bemerkung: Abweichend von der ursprünglichen Versuchsbeschreibung verwendeten wir zusätzlich eine Blende mit mehreren waagrechten Schlitzen. Durch diese konnte der Verlauf der einzelnen Strahlen besser erkannt werden. Außerdem wurde zusätzlich durch Abmessen die Lage des Brennpunkts ermittelt.

VERSUCH: Der Wölbspiegel (erhabener Spiegel)

Ziel: Verdeutlichen der Begriffe Brennpunkt, divergent. Was heißt, der Wölbspiegel „zerstreut“ Licht. Bei bekanntem Krümmungsradius Lage des Brennpunkts ermitteln.

Versuchsbeschreibung: EYDAM_Kiel O 2.1000 (siehe folgende Seiten)

Bemerkung: Wiederum wurde abweichend von der ursprünglich Versuchsbeschreibung die Blende mit mehreren waagrechten Schlitzen verwendet und der Brennpunkt wurde durch Verlängern der Strahlen und ihrem Schnittpunkt mit der optischen Achse ungefähr ermittelt.

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4.b Verlauf der wichtigsten Strahlen

1.Beim Hohlspiegel

2. Beim Wölbspiegel

Parallelstrahlen werden zu Brennpunktstrahlen

Brennpunktstrahlen werden zu Parallelstrahlen

Mittelpunktsstrahlen bleiben Mittelpunktstrahlen

Parallelstrahl wir zu einem Strahl der vom Brennpunkt zu kommen scheint.

Der Strahl der auf den scheinbaren Brennpunkt gerichtet war, wird zum Parallelstrahl

Der Mittelpunktstrahl wird in sich selbst zurückgeworfen

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VERSUCH: Strahlengang am Hohlspiegel

Versuchsbeschreibung: EYDAM –Kiel O 2.1200 (siehe nächste Seiten)

VERSUCH: Strahlengang am Wölbspiegel

Versuchsbeschreibung: EYDAM - Kiel O 2.1700 (siehe nächste Seiten)

Ziel: Den Strahlengang nicht nur aufzuzeichnen sondern auch vorzuführen Klärung der Begriffe Brennpunktstrahl, Mittelpunktstrahl, Parallelstrahl

Bemerkung:

In logischer Folge und besonders Zeitsparend lassen sich diese Experimente gut ansschließend an die beiden schon erwähnten Versuche „Der Hohlspiegel“ und „Der Wölbspiegel“ durchführen.

Um besser deutlich zu machen welche Strahlen wie einfallen kann es nützlich sein die Spiegel an einem weißen Blatt Papier zu befestigen das mit ihnen drehbar ist und auf dem optische Achse, Brennpunkt und Mittelpunkt des Spiegels eingezeichnet sind.

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4.c Bilder und Bildkonstruktion

Beim Hohlspiegel

Gegenstand Bild aufrecht/verkehrt verkleinert/vergrößert

außerhalb von M reell verkehrt verkleinert

in M reell verkehrt gleich groß

zwischen M und F reell verkehrt vergrößert

innerhalb von F scheinbar aufrecht vergrößert

Kommen die Lichtstrahlen selbst zum Schnitt so ist das Bild wirklich, kommen nur die gedachten Verlängerungen zum Schnitt, so ist das Bild scheinbar.

Hohlspiegelgleichung: 1/g + 1/b = 1/f

G/B =g/b

Die Hohlspiegelgleichung kann anhand des Strahlensatzes hergeleitet werden.

Skizze1: Dreiecke I und II ähnlich: G:g= B:b => G:B=g:b Skizze2: Dreiecke I und II ähnlich: G:(g-f)=B:f /G=g/b.B g/(b.(g-f)) = 1/f g.f= b.g-b.f /:(b.g.f) 1/b+1/g=1/f

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Beim Wölbspiegel

Der Wölbspiegel liefert ein scheinbares, aufrechtes, verkleinertes Bild das hinter dem Spiegel zu liegen scheint. Das Bild ist umso kleiner je weiter der Gegenstand vom Spiegel entfernt ist.

Analog zum Hohlspiegel ergibt sich aus dem Strahlensatz:

Wölbspiegelgleichung: 1/g + 1/b = 1/f G/g=B/b

Gegenstands und Bildweite beziehen sich auf den Scheitel S

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VERSUCH: Bilder der krummen Spiegel

Ziel: Welche Bilder entstehen in welchem Abstand vom Spiegel ?

Material: Metallöffel

Versuch: Der Löffel wird einmal als Hohl und einmal als Wölbspiegel benützt in dem z.B.: die eigene Hand betrachtet wird.

Die Versuchsergebnisse werden in die Tabelle eingetragen.

Hohlspiegel:

Entfernung aufrecht/verkehrt

vergrößert, verkleinert Wann größer, wann kleiner?

groß Verkehrt verkleinert

umso kleiner je weiter der Gegenstand entfernt ist

mittel Verkehrt vergrößert umso stärker vergrößert, je näher der Gegenstand kommt

sehr nahe aufrecht vergrößert

Wölbspiegel:

Entfernung aufrecht/verkehrt

vergrößert, verkleinert Wann größer, wann kleiner?

groß aufrecht verkleinert

mittel aufrecht verkleinert umso kleiner je weiter weg der Gegenstand ist

sehr nahe aufrecht verkleinert

Beschreibung: siehe Tabellen

Ergebnis: Der Wölbspiegel liefert stets ein aufrechtes, verkleinertes Bild während der Hohlspiegel je nach Abstand auch verkehrte oder vergrößerte Bilder liefern kann.

Bemerkung: Dieser Versuch ist gut als Schülerversuch geeignet

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VERSUCHE: Hohlspiegelgleichung, Hohlspiegelbilder

Ziel: Vertiefung der Hohlspiegelgleichung, Berechnungen mit Hohlspiegelgleichung

Versuchsbeschreibung: Eydam-Kiel O 2.1300 (siehe folgende Seiten) Eydam-Kiel O 2.1400 (siehe folgende Seiten) Eydam-Kiel O 2.1500 (siehe folgende Seiten)

Bemerkung: Diese Versuche waren bei uns aufgrund der geringen Brennweite des uns zur Verfügung stehenden Hohlspiegels kaum bzw. nur zum Teil durchführbar. Trotzdem halte ich sie (bei entsprechend vorhandenem Material) für sehr nützlich um die Hohlspiegelgleichung zu vertiefen.

VERSUCH: Das vergrößerte Bild am Hohlspiegel

Ziel: Wann entsteht beim Hohlspiegel ein virtuelles Bild? Was für Bilder können beim Hohlspiegel entstehen ?

Versuchsbeschreibung: Eydam-Kiel O 2.1600

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VERSUCH: Bilder am Wölbspiegel

Ziel: Zusammenhang zwischen Gegenstandsweite und Bildgröße

Material: Kerze Hohlspiegel Maßstab

Versuch: Die Kerze wird vor den Wölbspiegel gestellt. Das scheinbare Bild ist im Spiegel zu sehen. Die Abhängigkeit der Bildgröße von der Gegenstansweite wird untersucht.

Beobachtung: Je kleiner die Gegenstandsweite, desto größer das Bild. Maximal erscheint es gleich groß wie der Gegenstand.

Erkenntnis:

Aus Wölbspiegelgleichung folgt: 1/B=(g/f - 1).1/G Das virtuelle Bild ist umso kleiner je weiter der Gegenstand vom Spiegel entfernt ist.

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4.d. Einige Anwendungen gekrümmter Spiegel

Hohlspiegel:

Scheinwerferreflektoren:

Fernlicht: Die Lampe befindet sich im Brennpunkt, das abgestrahlte Licht ist daher parallel und leuchtet einen weiten Bereich aus.

Abblendlicht: Die Lampe befindet sich nicht im Brennpunkt sondern näher beim Spiegel. Das abgestrahlte Licht ist nicht mehr parallel, es leuchtet einen kleineren Bereich aus, kann dafür aber entgegenkommende Autofahrer nicht mehr blenden.

Sonnenofen:

Lichtstrahlen von der Sonnen sind annähernd parallel und können mit einem Hohlspiegel im Brennpunkt gebündelt werden. Dort wird es so heiß, daß ein hineingehaltenes Blatt Papier zu brennen beginnt.

Diese Bündelung der Lichtstraheln wird beim riesigen Sonnenofen in Odeillo (Frankreich) ausgenützt. Dabei erreicht man im Brennpunkt mehrere tausend Grad Celsius

Satellitenschüsseln:

Mithilfe eines solchen gewölbten Spiegels werden die ankommenden Signale im Brennpunkt gesammelt. Dort befindet sich die Empfangsanlage

Rasierspiegel:

Rasierspiegel sind Hohlspiegel. Geht man nahe genug an sie heran so liefern sie ein aufrechtes, vergrößertes Bild des Gesichts.

Wölbspiegel:

Wölbspiegel helfen ein größeres Gesichtsfeld zu erfassen, was bei Verkehrsspiegeln und Rückspiegeln im Auto ausgenützt wird.

Eingesetzt werden Wölbspiegel auch als Überwachungsspiegel in Geschäften zur Vermeidung von Ladendiebstählen.

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5. Katakaustik – Parabolspiegel

Strahlen die am äußeren Rand des Hohlspiegels einfallen werden nicht zum Brennpunkt hin reflektiert. Nur der mittlere Teil des Hohlspiegels um den optischen Mittelpunkt herum reflektiert die Parallelstrahlen auf den Brennpunkt. Bei einem Hohlspiegel bildet die Gesamtheit aller reflektierten Strahlen eine Brennlinie aus, die von beiden Seiten kommend im Brennpunkt mündet. Diese Brennlinie heißt auch Katakausik.

Um zu erreichen, daß auch die Randstrahlen auf den Brennpunkt reflektiert werdne, wird der Rand des Spiegels nach außen gebogen, so daß die Schnittfigur des Spiegels zur Parabel wird. Spiegel dieser Art heißen Parabolspiegel. Sie reflektieren das gesamte parallel einfallende Licht auf den Brennpunkt.

Die Spiegel die zum Sammeln von Licht oder Signalen dienen sind häufig Parabolspiege.

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VERSUCH: Katakaustik

Ziel: Was versteht man unter Katakaustik ?

Material: Pappkarton, Alufolie

Versuch: Ein rechteckiges Stück Karton wird mit Alufolie ausgekleidet und wie in obiger Skizze zu sehen ist auf einem Pappkartonkreis befestigt. So erhält an ein Halbkreismodell eines Hohlspiegels

Dieses Modell wird jetzt mit parallelem Licht beleuchtet.

Beobachtung:

Die Parallelstrahlen überdecken sich nach der Reflexion und bilden eine helle Kurve aus, die eine Spitze im Brennpunkt hat.

Erkenntnis: Strahlen die am äußeren Rand des Halbkreises einfallen werden nicht zum Brennpunkt hin reflektiert. Nur der mittlere Teil um den optischen Mittelpunkt herum reflektiert die Parallelstrahlen auf den Brennpunkt.

Die Gesamtheit aller reflektierten Strahlen bildet eine Brennlinie aus, die von beiden Seiten kommend im Brennpunkt mündet. Diese Brennlinie heißt auch Katakausik.