Licht und Schatten I Optik I musstewissen Physik

Summary

Dieses Video erklärt, wie Schatten entstehen und wie ihre Größe durch die Entfernung von Lichtquelle und Objekt beeinflusst wird. Es zeigt Experimente mit verschiedenen Lichtquellen und Objekten, um die Grundlagen von Schattenbildern, Kern- und Halbschatten zu veranschaulichen. Zudem wird gezeigt, wie Schattenbilder bei mehreren Lichtquellen aussehen und wie man sie zeichnet, was für ein besseres Verständnis der Physik von Licht und Schatten wichtig ist.

Takeaways

• 💡 Licht und Schatten gehören zusammen, denn ohne Licht gibt es keinen Schatten.
• 🔦 Ein Schatten entsteht, wenn ein lichtundurchlässiger Körper das Licht einer Lichtquelle blockiert.
• 🌑 Der Schattenraum ist der Bereich hinter einem lichtundurchlässigen Körper, in den kein Licht fällt.
• 📏 Die Größe des Schattens hängt vom Abstand der Lichtquelle zum Objekt (Objektabstand) und zum Schirm (Schirmabstand) ab.
• 🔍 Je näher das Objekt an der Lichtquelle ist, desto größer wird das Schattenbild auf dem Schirm.
• 🖊️ Beim Zeichnen eines Schattenbildes müssen Randstrahlen eingezeichnet werden, die den Schattenraum und das Schattenbild bestimmen.
• 🌗 Bei mehreren Lichtquellen entstehen mehrere Schattenbilder, wobei der Kernschatten der Bereich ist, in den kein Licht fällt.
• 🌕 Der Halbschatten entsteht dort, wo Licht nur von einer oder zwei Lichtquellen ankommt.
• 🔄 Eine ausgedehnte Lichtquelle erzeugt einen stufenlosen Halbschatten, der zur Mitte hin dunkler wird.
• 🎨 Die Experimente und Erklärungen zeigen, wie unterschiedliche Lichtquellen und Abstände die Form und Größe eines Schattens beeinflussen.

Q & A

Was ist der Zusammenhang zwischen Licht und Schatten?

Licht und Schatten sind miteinander verbunden. Ohne Licht gäbe es keine Schatten, denn Schatten entstehen, wenn ein Objekt das Licht blockiert, das von einer Lichtquelle kommt.

Was ist eine Punktlichtquelle?

Eine Punktlichtquelle ist eine Lichtquelle, bei der das gesamte Licht aus einem einzigen Punkt kommt und ein Lichtbündel sendet.

Was bezeichnet man als Schirm in diesem Kontext?

Der Schirm ist die Oberfläche, auf der das Schattenbild entsteht, wenn ein Objekt das von einer Lichtquelle kommende Licht blockiert.

Was ist der Unterschied zwischen Kernschatten und Halbschatten?

Der Kernschatten ist der Bereich, in dem kein Licht fällt, wenn mehrere Lichtquellen vorhanden sind und ihre Schattenräume sich überschneiden. Der Halbschatten ist der Bereich, in dem zumindest das Licht von einer Lichtquelle fällt.

Wie beeinflusst der Abstand der Lichtquelle zum Objekt die Größe des Schattenbilds?

Je näher das Objekt zur Lichtquelle ist, desto größer wird das Schattenbild. Entgegengesetzlich, je weiter das Objekt von der Lichtquelle entfernt ist, desto kleiner wird das Schattenbild.

Was ist der Schattenraum?

Der Schattenraum ist der komplette Bereich hinter einem lichtundurchlässigen Körper, in dem kein Licht fällt und es daher dunkel ist.

Wie wird der Umriss eines Objektes im Schattenbild dargestellt?

Der Umriss eines Objektes ist die äußere Linie, die die Form des Schattenbilds auf dem Schirm festlegt. Der Schatten nimmt die Form des Umrisses des Objektes an.

Was passiert, wenn mehrere Lichtquellen vorhanden sind?

Bei mehreren Lichtquellen können ihre Schattenräume sich überschneiden, was zu einem Kernschatten und mehreren Halbschattenbereichen führen kann, je nachdem, welcher Teil des Raumes von welcher Lichtquelle beleuchtet wird.

Wie kann man die Lichtquelle in einem Schattenbild zeichnen?

In einem Schattenbild wird die Lichtquelle als Kreis mit einem Kreuz in der Mitte dargestellt, was eine Punktlichtquelle symbolisiert, von der alle Lichtstrahlen aus der Mitte des Kreuzes kommen.

Was ist eine ausgedehnte Lichtquelle?

Eine ausgedehnte Lichtquelle ist eine Lichtquelle, die über eine große Fläche verteilt ist, wie zum Beispiel eine Flächenleuchte. Sie erzeugt bei ihrer Beleuchtung einen stufenlos verschwommenen Halbschattenbereich.

Wie unterscheidet sich der Halbschatten bei einer ausgedehnten Lichtquelle von dem bei einer Punktlichtquelle?

Beim Halbschatten einer ausgedehnten Lichtquelle wird er zur Mitte hin stufenlos dunkler, ohne eine scharfe Grenze, im Gegensatz zum scharfen Übergang beim Halbschatten einer Punktlichtquelle.

Outlines

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🌞 Wie entsteht ein Schatten?

Dieser Abschnitt erklärt, wie Schatten entstehen. Eine Lichtquelle wie eine Lampe beleuchtet eine Leinwand, aber erst wenn ein Objekt wie Eduard das Licht absorbiert, erscheint ein Schattenbild auf der Leinwand. Es werden Fachbegriffe wie Lichtquelle, Schirm und lichtundurchlässiger Körper eingeführt. Zudem wird der Einfluss von Objekt- und Schirmabstand auf die Größe des Schattenbildes besprochen.

05:02

🔍 Einfluss von Objekt- und Schirmabstand auf Schattenbilder

In diesem Abschnitt wird untersucht, wie sich die Größe eines Schattenbildes durch den Objektabstand (die Entfernung zwischen Lichtquelle und Objekt) und den Schirmabstand (die Entfernung zwischen Lichtquelle und Schirm) verändert. Es werden Experimente durchgeführt, die zeigen, dass ein kleinerer Objektabstand oder ein größerer Schirmabstand zu einem größeren Schattenbild führt. Der Abschnitt betont die Bedeutung dieser Abstände für die Interpretation von Schattenbildern.

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📏 Zeichnen von Schattenbildern und Lichtquellen

Hier wird erläutert, wie man Schattenbilder korrekt zeichnet. Es werden Randstrahlen eingeführt, die den Umriss eines Schattenbildes bestimmen. Außerdem wird erklärt, wie man die Position einer Lichtquelle anhand eines gegebenen Schattenbildes findet. Schließlich wird die Wirkung mehrerer Lichtquellen auf Schattenbilder untersucht, wobei Kern- und Halbschatten entstehen. Besonders interessant ist die Überlagerung von Schatten bei unterschiedlichen Lichtquellen, wie es in realen Szenarien, z.B. in einem Fußballstadion, vorkommt.

🌈 Kern- und Halbschatten bei mehreren Lichtquellen

Dieser Abschnitt erklärt die Entstehung von Kern- und Halbschatten bei der Verwendung von mehreren Lichtquellen. Es wird gezeigt, wie sich Schattenräume überlagern und verschiedene Schattenarten entstehen, je nachdem, wie viele Lichtquellen auf den Bereich einwirken. Besonders hervorgehoben wird der Kernschatten, in den gar kein Licht fällt, und der Halbschatten, in den nur Teile des Lichts gelangen. Außerdem wird beschrieben, wie sich der Halbschatten verändert, wenn unendlich viele Lichtquellen verwendet werden.

Keywords

💡Lichtquelle

Die Lichtquelle ist ein zentraler Begriff im Video, der einen Ort oder ein Objekt bezeichnet, das Licht aussendet. Im Video wird die Lampe als Lichtquelle verwendet, die Lichtbündel aus einem Punkt emittiert und so die Grundlage für die Schattenbildung schafft. Die Lichtquelle ist entscheidend für das Entstehen von Schatten, da ohne sie kein Licht und somit auch keine Schatten entstehen können.

💡Schatten

Ein Schatten ist das Thema des Videos und entsteht, wenn ein lichtundurchlässiger Körper den Weg des Lichts blockiert. Im Kontext des Skripts wird gezeigt, dass Schatten entstehen, wenn ein Objekt wie Eduard zwischen der Lichtquelle und dem Schirm steht und das Licht absorbiert, wodurch eine Silhouette auf dem Schirm entsteht.

💡Schirm

Der Schirm ist in diesem Video die Oberfläche, auf der das Schattenbild erscheint. Er wird als 'Schattenbild' bezeichnet und ist die Projektionsfläche für das Licht, das von der Lichtquelle kommt und von Objekten blockiert wird. Im Video wird verdeutlicht, dass die Entfernung zwischen der Lichtquelle und dem Schirm (Schirmabstand) die Größe des Schattenbilds beeinflusst.

💡lichtundurchlässiger Körper

Ein lichtundurchlässiger Körper, wie im Video Simon, ist ein Objekt, das Licht nicht durchlässt und daher einen Schatten wirft. Im Video wird Simon als Beispiel für ein solches Objekt verwendet, das das Licht absorbiert und dadurch einen Schatten auf dem Schirm erzeugt.

💡Schattenraum

Der Schattenraum ist der Bereich hinter dem lichtundurchlässigen Körper, in dem kein Licht der Lichtquelle erreicht. Im Video wird erklärt, dass der Schattenraum dunkel ist und die komplette Fläche hinter dem Objekt wie Simon umfasst, in dem kein Licht hinkommt.

💡Umriss

Der Umriss eines Objekts ist die äußere Linie, die die Form des Schattenbilds auf dem Schirm festlegt. Im Video wird gezeigt, dass der Schatten die Form des Umrisses des Objekts annimmt, was für die Schattenbildung entscheidend ist.

💡Schattenbild

Das Schattenbild ist das Ergebnis der Schattenbildung, wenn ein lichtundurchlässiger Körper den Weg des Lichts blockiert. Im Video wird das Schattenbild als das auf dem Schirm sichtbare Bild bezeichnet, das durch die Interaktion von Lichtquelle, Objekt und Schirm entsteht.

💡Schirmabstand

Der Schirmabstand ist der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Schirm. Im Video wird demonstriert, dass eine Veränderung des Schirmabstands die Größe des Schattenbilds beeinflusst, was ein wichtiger Faktor für das Verständnis der Schattenbildung ist.

💡Objektabstand

Der Objektabstand ist der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem lichtundurchlässigen Objekt. Im Video wird durch Experimente gezeigt, dass eine Veränderung des Objektabstands ebenfalls die Größe des Schattenbilds beeinflusst.

💡Kernschatten

Der Kernschatten ist der Bereich im Schattenbild, in dem kein Licht von mehreren Lichtquellen erreicht. Im Video wird erläutert, dass der Kernschatten im Bereich entsteht, wo die Schattenräume von mehreren Lichtquellen sich überschneiden, und er ist immer der dunkelste Teil des Schattenbilds.

💡Halbschatten

Halbschatten bezeichnet den Bereich im Schattenbild, in dem zumindest das Licht von einer Lichtquelle erreicht. Im Video wird gezeigt, dass der Halbschatten entsteht, wenn ein Objekt von mehreren Lichtquellen beleuchtet wird und einige Bereiche nur von einem Teil der Lichtquellen erreicht werden.

Highlights

Licht und Schatten sind untrennbare Partner: Ohne Licht entsteht kein Schatten.

Der Schatten entsteht, wenn ein Objekt das Licht absorbiert und auf einer Leinwand seine Silhouette wirft.

Lichtquelle, Schirm und lichtundurchlässiger Körper sind die grundlegenden Elemente, die Schatten erzeugen.

Der Schattenraum ist der Bereich hinter dem Objekt, in dem kein Licht erscheint.

Der Umriss eines Objekts bestimmt die Form des Schattenbilds auf dem Schirm.

Die Größe des Schattens ist abhängig von der Entfernung des Objekts zur Lichtquelle und zur Leinwand.

Experimente zeigen, dass Veränderungen des Objektabstands und Schirmabstands die Schattengröße beeinflussen.

Mit konstantem Schirmabstand und veränderlichem Objektabstand wird der Einfluss auf die Schattengröße untersucht.

Umgekehrt, bei konstantem Objektabstand und veränderlichem Schirmabstand, zeigt sich ebenfalls eine Veränderung der Schattengröße.

Vom Schattenbild allein lässt sich die Größe des Objekts nicht sicher bestimmen.

Zeichnen eines Schattenbildes erfordert die korrekte Darstellung der Lichtquelle, des Objekts und des Schirms.

Randstrahlen sind die Lichtstrahlen, die den Rand des Objekts und des Schattenbildes bilden.

Bei mehreren Lichtquellen entstehen überlappende Schattenbilder, was zu komplexeren Schatten führt.

Der Kernschatten ist der Bereich, in dem keinerlei Licht von mehreren Lichtquellen erscheint.

Halbschatten entstehen, wenn ein Bereich nur von einem der Lichtquellen beschienen wird.

Mit drei Lichtquellen entstehen zusätzliche Schattenarten, wie Ein-Drittel- und Zwei-Drittel-Schatten.

Bei einer ausgedehnten Lichtquelle entsteht ein stufenloser Übergang vom Kernschatten zum Halbschatten.

Halbschatten sind alle Schattenbereiche, die nicht zum Kernschatten gehören.

Transcripts

Wo Licht ist, da ist auch Schatten.

Und genau darum geht's in diesem Clip.

Am Ende diese Videos wisst ihr dann alles über Kernschatten,

Halbschatten und ... - ... Schattenbilder.

Heute beleuchten wir:

Schauen wir mal, wie ein Schatten entsteht.

Hinter der Leinwand, da steht eine Lampe.

Licht und Schatten gehören ja immer irgendwie zusammen.

Ohne Licht entsteht auch kein Schatten.

Wenn wir die Lampe einschalten,

dann beleuchtet die schön unsere Leinwand.

Aber wir sehen noch keinen Schatten.

Erst, wenn sich etwas zwischen Lampe und Schirm stellt oder befindet,

dann erscheint plötzlich ein Schatten.

In unserem Fall Eduard, der verschluckt nämlich das Licht,

oder wie der Physiker sagt, er absorbiert es.

Und genau dieses Licht fehlt dann auf der Leinwand

und wir erkennen Eduards Silhouette.

Um nun physikalisch korrekt über Licht und Schatten reden zu können,

müssen wir uns noch ein paar Fachbegriffe draufschaffen.

Die Lampe nennen wir Lichtquelle.

Wir betrachten zunächst nur eine Punktlichtquelle,

also eine, bei der das gesamte Licht aus einem einzigen Punkt herauskommt.

So eine Punktlichtquelle sendet ein Lichtbündel aus.

Die Leinwand nennen wir Schirm.

Und Simon ist ein lichtundurchlässiger Körper.

Wir können noch weitere Dinge benennen.

Einmal den Schatten auf dem Schirm, den nennen wir das Schattenbild.

Und dann gibt es noch etwas Unsichtbares.

Das liegt zwischen dem Simon und dem Schirm, nämlich der Schattenraum.

Der Schattenraum ist der komplette Bereich

hinter unserem lichtundurchlässigen Körper, hier Simon.

Im Schattenraum ist es dunkel, denn da kommt kein Licht hin.

Dann spricht man noch vom Umriss.

Der Umriss eines Körpers oder eines Objekts ist die äußere Linie.

Der Umriss legt damit die Form des Schattenbilds auf dem Schirm fest.

Der Schatten nimmt die Form von unserem Hindernis an.

Genauer gesagt, seinen Umriss.

Und die Größe des Schattens? Na ja, die kann sich halt verändern.

Wenn Simon sein Hähnchen, oder was auch immer das sein soll,

näher zur Leinwand bringt, dann wird das Schattenbild kleiner.

Und wenn Simon die Hände näher zur Lichtquelle bewegt,

dann wird das Schattenbild immer größer.

Was hier jetzt mit dem Hähnchen passiert ist,

das wollen wir mal physikalisch genau untersuchen.

Wenn wir in der Physik etwas genau untersuchen,

dann versuchen wir, genau eine Sache zu verändern.

Also ganz genau nur eine physikalische Größe.

Dann schauen wir doch mal,

welche physikalischen Größen beim Schattenbild eine Rolle spielen.

Die erste Messgröße, die unsere Schattengröße beeinflusst,

ist der Weg von der Lichtquelle bis zum Schirm.

Diesen Abstand nennen wir Schirmabstand

und schreiben dafür ein kleines s.

Jetzt bringen wir unseren lichtundurchlässigen Körper

zwischen Lampe und Leinwand.

Das Zweite, was wir verändern können, ist der Objektabstand.

Das ist der Weg von der Lichtquelle bis zu unserem lichtundurchlässigen Körper.

Für den Objektabstand schreiben wir ein kleines o.

Nun machen wir ein Experiment.

Als Erstes lassen wir den Schirmabstand konstant.

Wir verändern ihn also nicht.

Aber wir verändern den Objektabstand.

Dafür schieben wir unser Hähnchen hin und her.

Wir verändern also die Entfernung zwischen Lichtquelle und Hähnchen.

Und wir sehen:

Je näher unser lichtundurchlässiger Körper, also unser Hähnchen,

am Schirm ist, also je größer der Objektabstand ist,

desto kleiner wird das Schattenbild.

Gut, zweites Experiment.

Diesmal ändern wir den Objektabstand nicht,

sondern wir lassen ihn konstant.

Dafür ändern wir diesmal den Schirmabstand.

Dafür schieben wir den Schirm hin und her.

Ist der Schirm nah an unserem Huhn, also der Schirmabstand s klein,

dann ist auch der Schatten klein.

Wir halten also fest:

Die Größe des Schattens hängt vom Abstand der Lichtquelle zum Objekt,

also dem Objektabstand o, und dem Schirmabstand s,

also der Entfernung zwischen Schirm und Lichtquelle ab.

Wenn wir als Schattenbild ein großes und ein kleines Viereck sehen,

dann können wir noch nichts über die Größe unserer Objekte sagen,

es gibt ja durchaus mehrere Möglichkeiten.

Wir gehen jetzt erst mal davon aus,

dass der Abstand zwischen Lichtquelle und Schirm fest ist.

Also der Schirmabstand ändert sich nicht und es gibt auch nur eine Lichtquelle.

Der Schirmabstand muss daher für beide Schattenbilder gleich sein.

Über den Objektabstand, also die Entfernung von Lichtquelle zu Hindernis,

wissen wir aber nichts.

Es könnte sein, dass unser erstes Viereck, das den größeren Schatten wirft,

tatsächlich größer ist als das andere Viereck

und die beiden den gleichen Objektabstand haben.

Es kann aber auch sein, dass die beiden Hindernisse gleich groß sind,

aber der Objektabstand des einen Vierecks,

welches den größeren Schatten wirft, kleiner ist.

Dann wäre es also näher an der Lampe.

Es gibt sogar die Möglichkeit,

dass das Viereck mit dem größeren Schatten kleiner ist

als das mit dem kleineren Schattenbild.

Dann müsste es aber noch näher an der Lichtquelle sein,

also einen noch kleineren Objektabstand haben.

Wenn wir nur die zwei Schattenbilder sehen,

können wir ohne weitere Informationen keine Rückschlüsse

auf die Größenverhältnisse der Hindernisse ziehen.

Wir wissen also nicht, welches Objekt größer oder kleiner ist.

Diese Experimente sind ja schön,

aber wie zeichnet man denn ein korrektes Schattenbild?

Beim Zeichnen eines Schattenbildes gibt es nämlich ein paar Dinge zu beachten.

Zu einem Schattenbild gehören drei Sachen:

Die Lichtquelle zeichnen wir als Kreis mit einem Kreuz in der Mitte.

Wir gehen ja von einer Punktlichtquelle aus.

Also, alle Lichtstrahlen kommen genau aus der Mitte dieses Kreuzes.

Für den Körper nehmen wir der Einfachheit halber ein Rechteck.

Das könnte beispielsweise ein Buch sein.

Und der Schirm steht natürlich hinten.

Heißt: hinter der Lichtquelle und hinter dem lichtundurchlässigem Körper.

Jetzt schauen wir uns das mal von oben an.

Zeichnen wir jetzt den Weg des Lichtes ein,

am besten mit Lineal, denn Lichtstrahlen breiten sich ja gradlinig aus.

Ihr setzt es in der Mitte der Lichtquelle an

und zeichnet dann eine Linie bis zum Rand eures Objektes

und setzt die Linie dann fort bis zum Schirm.

Das macht ihr für beide Ränder.

Die beiden Strahlen, die wir jetzt eingetragen haben,

die nennt man auch Randstrahlen, weil sie den Rand bilden,

an dem das Licht noch gerade so am Körper vorbeikommt.

Zwischen den Randstrahlen liegt der Schattenraum,

also der Bereich, wo kein Licht ist.

Und genau da, wo die Randstrahlen auf den Schirm treffen,

da entsteht das Schattenbild.

Vielleicht sieht eine Physikaufgabe bei euch ja so aus:

Ein halbfertiges Bild.

Hier sind schon das Schattenbild und auch der Körper eingetragen,

aber die Lichtquelle fehlt.

Die Aufgabe dazu:

Um sie zu finden, müssen wir wieder die Randstrahlen einzeichnen.

Die Randstrahlen gehen ja immer genau von dem oberen Rand des Körpers

bis zum oberen Rand des Schattenbildes.

Also Lineal dran und schon haben wir den ersten Randstrahl.

Das Gleiche machen wir für die untere Seite.

Und da, wo sich beide Randstrahlen jetzt kreuzen,

da muss die Lichtquelle sein.

Bisher hatten wir immer nur eine Lichtquelle,

die uns den Schatten gemacht hat.

Aber in der Realität haben wir oft mehrere Lichtquellen, die einen Raum beleuchten.

Denkt doch mal an ein Fußballstadium bei Nacht.

Was passiert denn mit einem Schatten, wenn wir zwei Lichtquellen haben?

Dafür nehmen wir mal eine rote ... - ... und eine grüne Taschenlampe.

Damit wir aber einen Schatten sehen,

brauchen wir natürlich auch noch einen lichtundurchlässigen Gegenstand.

Wenn ich meine Lampe anmache, dann sehen wir direkt ein Schattenbild.

Wenn wir aber beide Lampen gleichzeitig anmachen, dann sehen wir das hier.

Wir sehen hier zwei Schattenbilder, die sich teilweise überlagern.

Ein grünes Schattenbild und ein rotes.

In der Mitte, wo sich beide überlagern, sehen wir einen schwarzen Bereich.

Um diesen merkwürdigen Schatten zu erklären,

zeichnen wir erneut das Schattenbild,

aber diesmal für unsere beiden Lichtquellen.

Fangen wir mit der roten Lichtquelle an.

Wir zeichnen wieder die Randstrahlen ein.

Die gehen von der Lichtquelle

an den oberen und unteren Rändern des Körpers vorbei.

Der ganze Raum ist also rot beleuchtet, bis auf den Schattenraum.

Und nun genau dasselbe für die grüne Lampe.

Die grüne Lampe leuchtet alles grün an,

bis auf den Bereich zwischen den Randstrahlen,

denn das ist wieder der Schattenraum der grünen Lampe.

Jetzt lassen wir die grüne Lampe an

und schalten noch zusätzlich die rote Lampe ein.

Dann überlappen sich die beiden Schattenräume in der Mitte.

Das ist der Kernschatten.

Hier gibt es weder rotes noch grünes Licht.

Der Kernschatten ist also immer der Bereich, in den gar kein Licht kommt.

Daneben sind aber noch zwei Bereiche.

In dem einen sieht man ein rotes Schattenbild

und in dem anderen ein grünes.

Diese Bereiche nennt man Halbschatten,

weil hier zumindest noch das Licht von einer der beiden Lampen ankommt.

Also hier im roten Bereich, da fehlt das Licht von unserer grünen Lampe.

Und im grünen Bereich fehlt das Licht der roten.

Das sind die beiden Halbschatten.

Das funktioniert aber nicht nur mit farbigem Licht,

sondern das geht auch bei weißem Licht.

Dafür haben wir die Folien einfach wieder von den Taschenlampen abgemacht.

Auch hier sehen wir einen Kernschatten, und zwar da, wo gar kein Licht hinfällt.

Und zwei Halbschatten, wo nur eine Lampe jeweils hinleuchtet.

Und jetzt ist die Frage: Was passiert bei drei Lampen?

Drei Lampen heißt auch drei Schattenbilder.

Wir müssen also dreimal unsere Randstrahlen einzeichnen.

Jetzt haben wir hier drei Schattenräume.

Und die überlagern sich wieder.

Immer da, wo gar kein Licht hinfällt, das ist der Kernschatten.

Das ist hier der total dunkle Bereich in der Mitte.

Aber jetzt kommt's: Es gibt ja jetzt noch zwei weitere Schattenarten.

Diese hier, dort fällt das Licht von zwei Lampen hin,

und diese hier, dort fällt das Licht von einer Lampe hin.

Man könnte also jetzt vom Ein-Drittel- und vom Zwei-Drittel-Schatten sprechen,

aber das macht man für gewöhnlich nicht.

Alles, was im Schatten ist, aber nicht im Kernschatten, heißt Halbschatten.

Jetzt nehmen wir mal nicht ein oder zwei oder drei oder vier Lampen,

sondern wir machen das mit unendlich vielen Lampen nebeneinander noch mal.

Das ist dann eine ausgedehnte Lichtquelle.

Und hier haben wir so eine.

Das ist eine Flächenleuchte.

Bei der ausgedehnten Lichtquelle

lässt sich das Schattenbild folgenermaßen konstruieren.

Wir zeichnen vom oberen Ende der Lampe unsere Randstrahlen ein

und vom unteren Ende der Lampe machen wir genau das gleiche auch.

Jetzt haben wir den Kernschatten konstruiert

und außerdem den äußeren Rand des Halbschattens.

Der Halbschattenbereich ist aber jetzt total verschwommen.

Er wird zur Mitte hin stufenlos dunkler.

Und weil man dieses stufenlos nicht ganz genau beschreiben möchte,

sagen wir eben Halbschatten.

Also alles, was im Schatten liegt, aber nicht der Kernschatten ist,

ist eben der Halbschatten.

Und mit dem stufenlosen Halbschatten unserer ausgedehnten Lichtquelle,

schmeißen wir euch jetzt raus.

Bei Fragen oder Anmerkungen, haut uns die einfach in die Comments.

Alles klar, reicht.

Untertitel im Auftrag des ZDF für funk, 2017