Licht von einem beleuchteten Gegenstand trifft auf den Spiegel und wird zu deinen Augen zurückgeworfen. Das heißt Reflexion. Die sehr glatte Spiegelfläche lenkt die Strahlen geordnet um. Dadurch kannst du ein klares Bild sehen, das hinter dem Spiegel zu liegen scheint.
Wir betrachten einen ebenen Spiegel, also einen ohne Wölbung. Mit Lichtwegen lässt sich erklären, warum er wie ein Fenster in einen zweiten Raum wirkt.
Das Licht biegt am Spiegel ab
Vom beleuchteten Würfel gelangt Licht zum Spiegel. Ein Teil davon wird so reflektiert, dass er in dein Auge fällt. Ein Spiegel braucht also Licht; er leuchtet nicht von selbst.
Dabei gilt eine feste Regel: Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß. Gemessen werden beide zu einer gedachten Linie senkrecht auf der Spiegelfläche. Diese Hilfslinie heißt Lot.
Warum liegt das Bild scheinbar dahinter?
Dein Auge empfängt Licht aus bestimmten Richtungen. Verlängern wir diese reflektierten Lichtwege in einer Zeichnung gerade hinter den Spiegel, treffen sie sich dort an einem Bildpunkt.
Dort steht kein zweiter Würfel. Die Lichtstrahlen laufen nicht wirklich durch den Spiegel zu diesem Punkt. Das Bild heißt virtuell: Es ist sichtbar, lässt sich dort aber nicht auf einem Blatt auffangen.
Gleiche Entfernung auf beiden Seiten
Beim ebenen Spiegel liegt jeder Bildpunkt genauso weit hinter der Spiegelfläche wie sein Gegenstandspunkt davor. Steht ein Würfel 10 Zentimeter davor, liegt sein Bild scheinbar 10 Zentimeter dahinter.
Das Bild ist aufrecht und genauso groß wie der Gegenstand. Weiter entfernte Dinge können trotzdem kleiner aussehen: Bildgröße und scheinbare Größe aus deiner Blickrichtung sind verschiedene Dinge.
Warum zeigt weißes Papier kein klares Spiegelbild?
Auch Papier wirft Licht zurück. Seine feine Struktur verteilt es jedoch in viele Richtungen. Das nennt man diffuse Reflexion. So kannst du das Papier von verschiedenen Seiten sehen.
Die glatte Fläche eines ebenen Spiegels erhält dagegen die geordnete Zuordnung der Lichtwege. Deshalb erkennst du dort das Bild des Würfels. Viel Licht zurückzuwerfen allein reicht für ein klares Spiegelbild nicht.
Ein Würfel, zwei Abstände und eine Papierfläche
- Eine erwachsene Person stellt einen kleinen, ebenen, bruchsicheren Kunststoffspiegel sicher senkrecht auf einen Tisch. Verwende keinen gewölbten Vergrößerungsspiegel und keinen sichtbar verbogenen Spiegel. Lege ein Lineal rechtwinklig davor und stelle einen kleinen Holzwürfel 10 Zentimeter vor die Spiegelfläche. Der Raum bleibt normal beleuchtet.
- Schau schräg von vorne so hinein, dass du den Würfel und sein Bild siehst. Bewege nur den Würfel auf 20 Zentimeter Abstand und halte deinen Kopf möglichst am gleichen Ort. Beschreibe, ob das Bild näher an der Spiegelfläche oder weiter dahinter erscheint. Die scheinbare Tiefe wird hier nur beobachtet, nicht direkt gemessen.
- Stelle den Würfel wieder auf 10 Zentimeter. Die erwachsene Person hält ein mattes weißes Blatt unmittelbar vor die Spiegelfläche. Bleibe am gleichen Beobachtungsort: Siehst du noch ein klares Würfelbild oder nur das Papier? Notiere auch ein unscharfes oder unerwartetes Ergebnis; ein verbogener Kunststoffspiegel kann das Bild verzerren.
Nur einen intakten, bruchsicheren Spiegel mit abgedeckten Kanten verwenden; eine erwachsene Person sichert ihn gegen Umfallen. Nicht auf den Spiegel drücken oder ihn verbiegen. Niemals Sonnenlicht, Laser oder helle Lampen in Augen umlenken. Für diese Beobachtung genügt die normale Raumbeleuchtung.
Zum Mitnehmen
Ein ebener Spiegel lenkt vorhandenes Licht nach einer festen Winkelregel um. Sein virtuelles Bild erscheint genauso weit hinter ihm, wie der Gegenstand davor steht. Papier reflektiert ebenfalls Licht, verteilt es aber diffus.
Ein Würfel steht 10 Zentimeter vor einem ebenen Spiegel. Wo erscheint sein Bild?
Quellen & Weiterlesen
OpenStax / Rice University · University Physics 3: The Law of Reflection ↗OpenStax / Rice University · Images Formed by Plane Mirrors ↗Optical Society of America / Florida State University · The Reflection of Light ↗Science Learning Hub / University of Waikato · Reflection of light ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
