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Versuche

Schattenarten

Mithilfe der folgenden Versuchsreihe können die Phänomene Kernschatten, Halbschatten und Übergangsschatten anschaulich gemacht werden.

Schatten eines Gegenstandes

Joachim Herz Stiftung Stefan Richtberg
Mit einer als punkförmig angenommenen Lichtquelle wie einer Kerze wird ein Schirm beleuchtet. Zwischen Kerze und Schirm wird nun ein undurchsichtiger Gegenstand gebracht. So entsteht hinter dem Hinternis ein lichtfreier Raum. Diesen unbelichteten Bereich bezeichnet mal als Schatten oder auch Schattenraum.
Die Größe des Schattens, der immer die Form des Gegenstandes hat, verändert sich dabei je nach Entfernung von Kerze zu Gegenstand und von Gegenstand zum Schirm. Ursache hierfür ist die geradlinige Ausbreitung des Lichtes.
Würdest du dich im Schatten des Gegenstandes befinden, so könntest du die Kerze nicht sehen.

Hinweis: Da eine Kerze keine ideal punktförmige Lichtquelle ist, sind die Schattenränder nicht besonders scharf.

Kernschatten und Halbschatten

Joachim Herz Stiftung Stefan Richtberg
Fügt man zum Versuch eine zweite Kerze hinzu, so gelangt z.B. das Licht von der linken Kerze teilweise in den Schatten der rechten Kerze. Es entsteht ein sogenannter "Teillichtbereich" den man Halbschatten nennt.
Blickst du vom Halbschatten aus in Richtung der Kerzen, so kannst du nur eine der beiden Kerzen sehen.

Schatten bei vielen Punktlichtquelle

Joachim Herz Stiftung Stefan Richtberg
Mit je mehr Punktlichtquellen du einen Gegenstand beleuchtest, desto mehr Abstufungen entstehen beim Übergang des Schattens von dunkel zu hell und desto schwieriger wird es, die einzelnen Bereiche voneinander zu unterscheiden.
Im Falle von fünf Lichtquellen gibt es zwischen den beiden Bereichen, auf die das Licht aller Lichtquellen trifft, neun unterschiediche Bereiche von Halb- und Kernschatten.

Übergangsschatten bei ausgedehnter Lichtquelle

Joachim Herz Stiftung Stefan Richtberg
Beleuchtest du den Gegenstand mit einer ausgedehnten Lichtquelle (z.B. Neonröhre), so kannst du annehmen, dass diese Lichtquelle aus "unendlich" vielen einzelnen Lichtquellen bestehet. Die unendlich vielen einzelnen Lichtquellen stehen beliebig dicht nebeneinander. So ergibt sich am dem Schirm ein "fließender" Übergang zwischen dem Kernschatten und den hellen Bereichen. Man nennt diesen fließenden Übergangsbereich von dunkel zu hell den sogenannten Übergangsschatten.