Ich habe auf einem Papierblatt einen Fettfleck angebracht. Beim Beleuchten von einer Seite und Betrachten von beiden Seiten ist der Bereich des Fettfleckes auf der beleuchteten Seite dunkel und auf der vom Licht abgewandten Seite hell.
Wie erklären sich die beobachteten Unterschiede?
Vielen Dank für Eure Bemühungen.
Fettfleck-Phänomen… leider keine Erklärung
so kenne ich das jedenfalls aus meinem lange zurückliegenden Physikunterricht!
der Fettfleck verschwindet, wenn die Lichtstärke (??) vor und hinter dem Papier exakt gleich ist.
Die Erklärung habe ich wohl vergessen… oder nie erklärt bekommen…
Ayla, zerknirscht auf die Erklärung wartend
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Ich habe auf einem Papierblatt einen Fettfleck angebracht.
Beim Beleuchten von einer Seite und Betrachten von beiden
Seiten ist der Bereich des Fettfleckes auf der beleuchteten
Seite dunkel und auf der vom Licht abgewandten Seite hell.
Das Fett füllt die Zwischenräume zwischen den Fasern.
Das Licht wird nun nicht nur reflektiert und absobiert
sondern kann an der Grenzschicht in den Fettfleck wie
in eine Flüssigkeit eintreten (beleuchtete Seite wird dunkler) und tritt auf der Rückseite auch wieder aus (wird heller).
Wie erklären sich die beobachteten Unterschiede?
Vielen Dank für Eure Bemühungen.
Papier besteht aus vielen kleinen Fasern, die selbst transparent sein können. Das Licht wird aber an jedem Übergang Luft-Faser und Faser-Luft gebrochen und reflektiert. Deshalb wird der größte Teil des Lichtes diffus reflektiert ( wie beim Schnee, der ja aus transparenten Eiskristallen besteht). Wenn das Papier mit einer Flüssigkeit getränkt ist, sind die Unterschiede der Brechungszahlen zwischen Flüssigkeit und Faser nicht mehr so gravierend. Dadurch wird das Licht weniger gestreut und das Papier transparenter. D.h. auf der beleuchteten Seite wird das Papier Dunkler, weil mehr Licht durchgeht und weniger reflektiert wird. Auf der Rückseite ist es dann natürlich heller.
Jörg
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Damit du hier dein „Fett weg bekommst“:
Ein Blatt Papier einseitig mit Licht zu beleuchten heißt:
* von den 100% Licht, welche von der beleuchteten Seite her auf das Blatt treffen, wird ein Anteil reflektiert und sorgt für die Helligkeit des Blattes auf der beleuchteten Seite
* der Rest schafft den Weg bis auf die andere Seite des Blattes (man sieht etwas Licht „durchschimmern“.
Sei die Lichtstärke x und der reflektierte Anteil a, wird ax reflektiert und (1-a)x transmittiert. a ist nur abhängig von der Dicke des Blattes. Durch Dispersion ist a wellenlängenabhängig. Das ist aber hier egal.
OK, Fett (wenn absolut farblos), erniedrigt a anteilig um den Faktor f. Auf der Fläche des Fettflecks wird also fax reflektiert und (1-fa)x transmittiert.
So, jetzt betrachten wir ein von beiden Seiten beleuchtetes Blatt. Die Lichtstärke auf beiden Seiten sei die selbe, als x. Auf der „Vorderseite“ werden von der diesseitigen Lichtquelle ax reflektiert, zusätzlich erhöht die Transmission (1-a)x von der jenseitigen Beleuchtung die Helligkeit noch. Die Gesamthelligkeit ist also ax + (1-a)x = (a+1-a)x = x.
In der Region des Fettflecks werden nur fax reflektiert, dafür aber (1-fa)x transmittiert, macht zusammen fax + (1-fa)x = (fa+1-fa)x = x. Die Helligkeit von Blatt und Fettfleck ist die selbe. Wenn beide farblos sind, kann man den Fettfleck nicht mehr erkennen.
fettige Grüße,
Jochen
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In der Region des Fettflecks werden nur fax reflektiert, dafür
aber (1-fa)x transmittiert, macht zusammen fax + (1-fa)x =
(fa+1-fa)x = x. Die Helligkeit von Blatt und Fettfleck ist die
selbe. Wenn beide farblos sind, kann man den Fettfleck nicht
mehr erkennen.fettige Grüße,
Jochen
Mich wundert, daß in keiner der Antworten auf ein altes Meßgerät hingewiesen wird: Das Fettfleck-Photometer.
Was Jochen hier erklärt ist das Meßprinzip dieses Gerätes.
Als ‚Normalquelle‘ diente eine ‚Hefnerkerze‘, die in einem bestimmten Abstand auf einer Seite des Papierschirms stand. Auf der anderen Seite wurde die zu messende Lichtquelle so lange verschoben, bis der Fleck unsichtbar wurde. Aus dem quadratischen Strahlungsgesetz und den Abständen ließ sich nun die Helligkeit der zu messenden Quelle errechnen und in der Einheit ‚Hefnerkerzen‘ ausdrücken. Ältere Leute reden manchmal heute noch von Lampen mit soundsoviel ‚Kerzen‘.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim