Habe eine Aufgabe gestellt bekommen und bitte euch um einen Denkanstoß
Ein Taucher befindet sich in 1 m unter einer glatten Wasseroberfläche.
a) Weshalb erscheinen ihm große Bereiche de Grenzfläche zur Luft undurchsichtig?
b) Wie sieht der Bereich aus, durch den er aus dem Wasser herausschauen kann?
c) Welchen Bereich außerhalb des Wassers kann er von dort aus überblicken?
Ossi G
Beste Antwort
Hallo!
Das Licht von ausserhalb des Wassers wird in das Wasser und ins Auge des Tauchers in Kegelform hineingebrochen. Der Öffnungswinkel dieses Kegels beträgt 2 mal alpha, wobei alpha der Grenzwinkel der Totalreflektion der Wasser/Luft Grenze ist und etwa 48 Grad beträgt.
Das bedeutet: Die gesamte Umgebung des Luftraumes bis zum Horizont erscheint dem Taucher in der Grundfläche eines auf der Spitze stehenden Kegels, also kreisförmig, mit dem Öffnungswinkel von etwa 96 Grad (wobei die Spitze des Kegels das Auge des Tauchers ist und die Grundfläche auf der Wasseroberfläche liegt.
Jenseits dieses Kegels sieht der Taucher nur Licht, das aus dem Wasser selber kommt und an der Oberfläche totalreflektiert wurde.
Schöne Grüsse
Melishe
Wenn Licht in Wasser eintritt, wird es gebrochen (es geht steiler weiter, als es auf die Wasseroberfläche auftrifft). Wenn der Taucher also 1 m unter der Oberfläche ist, dann kann es sein, dass für weiter entfernte Bereiche das Licht so steil einfällt, dass es an dem Taucher "vorbeigeht" (vorher tiefer unten ist). Dann ist die Grenzfläche undurchsichtig.
Der Bereich ist rund (falls das Wasser ruhig ist, kreisförmig.
Ich glaube einen kegelstumpfförmigen Bereich.