Licht und Schatten
Du lernst, wie sich Licht ausbreitet, wie Schatten entstehen und warum es Kern- und Halbschatten sowie Mondphasen und Finsternisse gibt.
Die Grundlagen
Wir sehen Gegenstände, weil Licht von ihnen in unsere Augen fällt. Lichtquellen wie die Sonne, eine Lampe oder eine Kerze erzeugen selbst Licht. Alle anderen Gegenstände sind beleuchtete Körper: Sie werfen nur Licht zurück. Auch der Mond ist keine Lichtquelle, er wird von der Sonne beleuchtet.
Geradlinige Ausbreitung
Licht breitet sich von der Lichtquelle geradlinig in alle Richtungen aus. Das siehst du an Lichtstrahlen, die durch Staub oder Nebel fallen. In der Physik zeichnet man das Licht als Lichtstrahlen, gerade Linien mit Pfeil.
Licht ist sehr schnell: Im Vakuum legt es knapp 300 000 Kilometer pro Sekunde zurück.
Wie Schatten entstehen
Trifft Licht auf einen lichtundurchlässigen Körper, kann es nicht hindurch. Hinter dem Körper entsteht ein Bereich ohne Licht: der Schatten.
- Je näher der Gegenstand an der Lampe ist, desto größer ist der Schatten.
- Mit einer Lichtquelle entsteht ein scharfer Schatten.
Kernschatten und Halbschatten
Mit zwei Lichtquellen entstehen verschiedene Schattenbereiche:
- Kernschatten: Dort kommt von keiner Lichtquelle Licht hin. Er ist ganz dunkel.
- Halbschatten: Dort kommt nur von einer Lichtquelle Licht hin. Er ist etwas heller.
Bei großen Lichtquellen wie einer Leuchtstoffröhre geht der Kernschatten fließend in Halbschatten über.
Schatten im Weltall
- Mondphasen: Der Mond wird immer zur Hälfte von der Sonne beleuchtet. Je nach Stellung von Sonne, Erde und Mond sehen wir unterschiedlich viel von der beleuchteten Seite: Neumond, zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond. Ein Mondumlauf dauert etwa 29,5 Tage.
- Mondfinsternis: Der Mond tritt in den Schatten der Erde (Reihenfolge Sonne, Erde, Mond). Nur bei Vollmond möglich.
- Sonnenfinsternis: Der Schatten des Mondes fällt auf die Erde (Reihenfolge Sonne, Mond, Erde). Nur bei Neumond möglich.
Kurz gemerkt
Licht breitet sich geradlinig aus. Hinter lichtundurchlässigen Körpern entsteht Schatten. Kernschatten bekommt kein Licht, Halbschatten Licht von nur einer Quelle. Mondfinsternis: Erde zwischen Sonne und Mond. Sonnenfinsternis: Mond zwischen Sonne und Erde.
Beispiele mit Lösungsweg
Beispiel 1
- Licht breitet sich geradlinig und kegelförmig von der Lampe aus.
- Nahe an der Lampe verdeckt die Hand einen größeren Teil des Lichtkegels.
Ergebnis Der dunkle Bereich an der Wand wird größer.
Beispiel 2
- Der Mond muss im Schatten der Erde liegen.
- Die Erde steht also zwischen Sonne und Mond.
Ergebnis Sonne, Erde, Mond
Übungsaufgaben mit Lösungen
Ist der Mond eine Lichtquelle?
Lösung anzeigen
Nein, er wird von der Sonne beleuchtet und wirft ihr Licht zurück.
Was ist der Unterschied zwischen Kern- und Halbschatten?
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In den Kernschatten fällt gar kein Licht, in den Halbschatten Licht von einer der Lichtquellen.
Bei welcher Mondphase kann eine Sonnenfinsternis stattfinden?
Lösung anzeigen
Bei Neumond.
Typische Fehler
Die Mondphasen werden mit dem Erdschatten erklärt.
Die Phasen entstehen, weil wir die beleuchtete Mondhälfte aus wechselnden Blickwinkeln sehen. Der Erdschatten erzeugt nur Mondfinsternisse.
Es wird angenommen, dass Licht um Ecken herum geht.
Licht breitet sich geradlinig aus. Deshalb entstehen scharfe Schatten.
Hinweis zur Klassenstufe
Dieses Thema steht in vielen Bundesländern in Klasse 6 auf dem Lehrplan. Je nach Land und Schulform kann es früher oder später kommen.