Licht vom untergetauchten Teil ändert auf dem Weg zu deinen Augen seine Richtung. Das heißt Brechung. Der Teil im Wasser erscheint dadurch an einer anderen Stelle. Der Halm selbst bleibt gerade.
Ein gerader Halm steckt schräg in einem Glas Wasser. An der Wasserlinie sieht er plötzlich versetzt oder geknickt aus. Hebst du ihn heraus, ist der Knick weg. Was hat sich verändert? Der Weg des Lichts.
Licht wechselt die Richtung
Wir sehen den Halm, weil Licht von ihm in unsere Augen gelangt. Unter Wasser breitet sich Licht langsamer aus als in Luft. Beim schrägen Übergang zwischen diesen Stoffen ändert sich seine Richtung.
Diese Richtungsänderung heißt Lichtbrechung. Ein Strahl, der genau senkrecht auf eine ebene Wasseroberfläche trifft, wird beim Übergang nicht seitlich abgelenkt.
Ein anderer Ort im Bild
Unsere Wahrnehmung ordnet einen Gegenstand der Richtung zu, aus der sein Licht ankommt. Ein zurückverlängerter Lichtweg zeigt bei Brechung nicht unbedingt auf die wirkliche Stelle des Gegenstands.
Beim Blick von oben erscheint ein Punkt unter einer ebenen Wasseroberfläche näher an der Oberfläche. So kann der untergetauchte Teil eines schrägen Halms scheinbar nicht mehr zum oberen Teil passen. Beim Blick durch die Glaswand können auch deren Form und Brechung das Bild verschieben oder vergrößern.
Der Blickwinkel zählt
Gehe langsam um das Glas herum. Der scheinbare Versatz kann sich ändern, obwohl der Halm stillsteht. Je nach Blickrichtung sieht er stärker, schwächer oder kaum geknickt aus.
Unsere Zeichnungen zeigen nur eine ebene Grenze zwischen Wasser und Luft. Ein rundes Glas hat zusätzliche Grenzflächen. Es ist deshalb kein exaktes Abbild dieses einfachen Modells.
Vergleiche Halm und Bild
- Stelle einen unbeschädigten, durchsichtigen Becher mit etwas Wasser auf ein Tablett. Prüfe zuerst, dass dein starrer Trinkhalm gerade ist. Lege ihn schräg in den Becher, sodass ein Teil im Wasser liegt.
- Lass den Halm still liegen. Schau von der Seite und dann etwas von oben. Gehe langsam ein kleines Stück um den Becher. Skizziere, wie die beiden Teile zueinander aussehen.
- Nimm den Halm heraus und prüfe seine Form erneut. Vergleiche sie mit deinen Skizzen. Die Zeichnungen halten fest, was du aus verschiedenen Richtungen gesehen hast; sie messen keine Brechungswinkel.
Verwende wenig Wasser bei Raumtemperatur und einen Becher ohne scharfe Kanten. Halte das Tablett von elektrischen Geräten fern. Trinke das Versuchswasser nicht. Kinder beobachten mit einer erwachsenen Person.
Zum Mitnehmen
Lichtbrechung verändert die scheinbare Lage des nassen Teils. Sie verbiegt nicht den Halm.
Warum kann der Halm an der Wasserlinie versetzt aussehen?
Quellen & Weiterlesen
OpenStax Physics · Refraction ↗OpenStax University Physics Volume 3 · Images Formed by Refraction ↗The Physics Classroom · The Broken Pencil ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
