Analoge Experimente für VIS- und UV-Strahlung
Hier werden zwei Experimente vorgestellt, die gleichzeitig mit visuellem Licht und ultravioletter Strahlung durchgeführt werden. Der erste Versuch zeigt, dass sich im Rahmen der Strahlenoptik die Schattenbildung im visuellen Bereich nicht von der Schattenbildung im UV-Bereich unterscheidet. Der zweite Versuch veranschaulicht, das eine Sammellinse grundsätzlich Strahlung im UV-Bereich ebenso bricht wie Strahlung im visuellen Bereich.
Schatten im VIS- und UV- Bereich
Bei diesem Experiment wird die nicht-sichtbare UV-Strahlung an einem Fluoreszenzschirm sichtbar gemacht.
Material
- eine UV- und eine VIS- Taschenlampe als Leuchtquellen
- ein Fluoreszenzschirm
- verschiedene Objekte aus Pappe
- Stativmaterial zum Befestigen der Taschenlampen und des Fluoreszenzschirms
Aufbau
Die Taschenlampen werden nebeneinander oder übereinander befestigt. Der Schirm wird in einem Abstand von etwa einem Meter aufgestellt, sodass er im Kegel beider Taschenlampen steht.
Durchführung
Die Objekte werden in den Strahlengang im Abstand von etwa 10cm zum Schirm gehalten. Der entstehende Schatten wird beobachtet.
Ergebnis
So wie es einen Schatten im visuellen Bereich gibt, so gibt es auch einen Schatten im ultravioletten Bereich. Hält man die Objekte so nah an den Schirm, dass sich die Schatten überlappen, entsteht ein Kernschatten.
Erkenntnis
Mit dem Modell der Lichtstrahlen lässt sich die Entstehung von Schatten sowohl im sichtbaren Bereich als auch im ultravioletten Bereich erklären.
Fokussierung mit einer Sammellinse im VIS- und UV- Bereich
Bei diesem Experiment wird die nicht-sichtbare UV-Strahlung ebenfalls an einem Fluoreszenzschirm sichtbar gemacht.
Material
- eine UV- und eine VIS- Taschenlampe als Leuchtquellen
- einen Fluoreszenzschirm und gegebenenfalls ein weiterer Schirm
- eine Sammellinse (Brennweite hier 50cm)
- Stativmaterial zum Befestigen von Taschenlampen, Linse und Schirm
Aufbau und Durchführung
Die Taschenlampen werden nebeneinander oder übereinander befestigt. Die Linse wird in einem Abstand von etwa drei Metern aufgestellt, sodass die Strahlen der Taschenlampen weitgehend parallel verlaufen. Im Abstand der Brennweite der Linse wird der Schirm hinter der Linse aufgestellt.
Auf dem Schirm kann man nun zwei fokussierte Punkte erkennen. Bei dem im Foto gezeigten Aufbau ist die UV-Taschenlampe unterhalb der VIS-Taschenlampe, daher liegt der fokussierte UV-Strahl oberhalb des fokussierten Strahls des visuellen Lichts (zur Erinnerung: eine Sammellinse vertauscht oben und unten).
Ergebnis
Die Linse fokussiert das visuelle Licht auf den Schirm. Genauso fokussiert sie auch die UV-Strahlung auf den Schirm.
Erkenntnis
Mit dem Modell der Lichtstrahlen lässt sich sowohl die Brechung bei Sammellinsen im sichtbaren Bereich als auch im ultravioletten Bereich erklären.