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Gekrümmter Lichtstrahl: Grin-Linse (Fata Morgana)

Allgemein

Ein Laserstrahl wird auf seinem Weg durch eine geschichtete Zuckerlösung kontinuierlich abgelenkt. In der Flüssigkeit bildet sich ein Brechungsgradient aus. Dieser Effekt ähnelt einer Fata Morgana, in der Lichtstrahlen, die durch eine kühlere Lufschicht unter flachem Winkel auf eine wärmere - optisch dünnere - Luftschicht treffen, bis hin zur Totalreflexion gebrochen werden.G2303bild00.jpg

Bilder

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Video

Durchführung

Material:

Lange Küvette (Sammlungsraum Schrank 42 Regal a)
Diodenlaser grün 40 mW (Sammlungsraum Schrank 21 Regal b)
Netzteil für Laser (Sammlungsraum Schrank 21 Regal b)
Stativmaterial (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 25)
Unterbaumaterial (Hörsaal Vorbereitungsraum)
Feinzucker 1 Kg (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 29 Regal c oder vorher kaufen)

 

Aufbau:

Zuerst 700ml Wasser in die Küvette einfüllen, dann 200 Gramm Zucker in 200 ml kaltem Wasser unter Umrühren auflösen. Nach ca. 30 Minuten und mehrmaligem Umrühren sollte die Lösung klar geworden sein, es sind dann keine Zuckerkristalle mehr zu sehen. Die nun fertige Lösung an einer Ecke der langen Küvette über einen Glastab ganz, ganz langsam dem Wasser in der Küvette unterschichten. Darauf achten, dass keine Verwirbelungen entstehen. Den Laserstrahl am Eintritt der Küvette in der Höhe so einstellen, dass der gebrochene Strahl am Boden der Küvette reflektiert wird.



Hinweise:

Kaltes Leitungswasser benutzen und die lange Küvette erst unmittelbar vor dem Unterschichten der Zuckerlösung mit Wasser befüllen. Den Versuch am besten ca. 1 Stunde vor Gebrauch vorbereiten. Wenn die Küvette nicht bewegt wird, kann er nach 24 Stunden bei verminderter Brechung noch benutzt werden.



Sicherheitshinweise:

Laserschutzbrille tragen!

Dokumente

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#tags

G 23.3, Grinlinse, Gradienten-Index-Linsen, Gradientenlinsen

 

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