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Aufgabe

Bestimmung des Zuckergehaltes mittels Brechung

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Wie das Diagramm über den Brechungswinkel zeigt, hängt die Ablenkung (Brechung) des Lichts nicht nur von der Form des Körpers ab, sondern ganz wesentlich auch vom Material aus dem der Körper aufgebaut ist.
Auch transparente Flüssigkeiten brechen das Licht. Dabei kann der Brechungswinkel von verschiedenen Eigenschaften der Flüssigkeit wie z.B. vom Alkoholgehalt (Bier), vom Zuckergehalt (Limonade), von der Dichte usw. abhängen.

Um festzustellen, ob eine in der Herstellung befindliche Limonade den richtigen Zuckergehalt hat, füllt man sie in das in der Schnittzeichnung dargestellte grüne Hohlprisma. Im gelben Hohlprisma befindet sich die Referenz-Flüssigkeit ("Normlimonade"), welche bereits den gewünschten Zuckergehalt besitzt.

Wie kann man mit dieser Anordnung und einigen einfachen "Zutaten" auf optischem Wege prüfen, ob die in der Herstellung befindliche Limonade den gewünschten Zuckergehalt hat?

 

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Zunächst stellt man sich (z.B. mit Blenden) ein annäherndes Parallellichtbündel her und lässt dies wie skizziert auf die Anordnung treffen.

  • Stimmt das Brechverhalten der Testflüssigkeit und der Referenzflüssigkeit überein, so wird das Parallelbündel nicht abgelenkt, sondern durch das Glas nur geringfügig parallel versetzt.
  • Differiert das Brechverhalten der Flüssigkeiten, so wird das Bündel aus der ursprünglichen Richtung abgelenkt.