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Die Frage, wo das gehobene Bild eines unter Wasser liegenden Objekts gesehen wird, beantworten Schulbücher und Lehrwerke der Optik mit unterschiedlichen und oft widersprüchlichen Darstellungen zum Phänomen der optischen Hebung. Geht man von einer punktförmigen Pupille aus, ergeben sich zwei Bildpunkte desselben Objektpunkts: Das Bild ist astigmatis...
Citations
... Es zeigt sich, dass das Verhältnis l t /l s und damit das Hebungsmaß unabhängig vom Einblickwinkel konstant ist. An einem Wassertrog mit einem Füllstand von 28 cm wurde mit x k = 19,6 cm und zehn verschiedenen Blickrichtungen das Hebungsmaß im Licht einer Natriumdampflampe (λ = 589 nm) zu n = 1,329 ± 0,001 bestimmt [1]. ...
... dass die Frage, wo das gehobene Bild einer unter Wasser liegenden Münze gesehen wird, nicht objektiv zu beantworten sei und das Phänomen folglich nicht in die Physik, sondern als angebliche "optische Täuschung" eher in den Bereich der Wahrnehmungspsychologie gehöre.Dass sich der Ort, an dem für einen gegebenen Einblickwinkel in Wasser eine Münze gehoben gesehen wird, exakt berechnen, vorhersagen und vermessen lässt, kann in der Fachliteratur nachgelesen werden (s.[1] -[3]). Die optische Lage der Münze aus der Sicht eines Auges ist demnach weitgehend in demselben Sinne objektivierbar wie die haptische Lage der Münze -unabhängig davon, ob es sich um ein menschliches oder ein technisches Auge (z. ...
Wo wird das Bild einer unter Wasser liegenden Münze gesehen? Phänomene der optischen Hebung begegnen uns z. B. beim Abwaschen, beim Spaghetti-Kochen oder beim Baden. Dass sich für die Hebung ebenso Bedingungen angeben lassen wie für die Brechung und wie diese mit jener zusammenhängt, ist Gegenstand des hier skizzierten Unterrichts. Vorgestellt wird eine explorative Erschließung der optischen Hebung, die genutzt werden kann, um das Thema Lichtbrechung zu ergänzen. Der Bogen spannt sich dabei von qualitativen Beobachtungen über
eine Vermessung der Hebung bis zur Formulierung des Hebungsgesetzes. Auf dieser Basis kann abschließend eine einfache Vorschrift für die Konstruktion der Hebungskurven beliebig geformter Bodenprofile angegeben werden.
... Dieser Phänomenkomplex beinhaltet Phänomene wie scheinbar gehobene Münzen in einem Brunnen, die scheinbare Stauchung der Tiefe und Verformung von Schwimmbecken bei schrägem Einblick oder scheinbare Verkürzung von Beinen bei Personen, die im Wasser stehen. Solche Phänomene werden vor dem Hintergrund der klassischen Optik (Bildoptik, geometrische Optik) erklärt (siehe unter anderem Nassar, 1994;Quick, Grebe-Ellis & Passon, 2015). Diese bildliche Darstellung wird hier als Beispiel gewählt, weil dadurch die vorgeschlagene Struktur (Ausschnitte des Phänomens und der Theorie sowie Beziehungen dazwischen) unmittelbarer sichtbar wird. ...
... Eine genaue Analyse des Bildes eines Gegenstandes unter Wasser zeigt, dass es nicht ein einzelnes Bild eines sich unter Wasser be ndlichen Gegenstandes gibt, sondern einen ganzen Bildraum, innerhalb dessen die Bilder unterschiedliche Helligkeiten aufweisen (Quick et al., 2015). Dieser Bildraum wird beim Einblick mit Hilfe eines ausgedehnten optischen Abbildungssystem wie oben beschrieben von zwei Grenzbildern beschränkt, dem sagittalen und dem meridionalen Bild (Abb. ...
Ziel dieser Arbeit ist es, die Verwendung von Modellen in schriftlichen Erklärungen optischer Phänomene vor dem Hintergrund eines praxisorientierten Modellbegriffs zu analysieren. Dafür wird ausgehend von einer bereits existierenden Charakterisierung von Modellen ein praxisrelevanter Modellbegriff entwickelt und dargelegt, wie Erklärungen in Bezug auf diesen Begriff zu verstehen sind. Als wesentliches Merkmal von Modellen stellt sich dabei ihre Position als funktionale Vermittler zwischen Ausschnitten von Phänomenen und Theorien heraus. Sprachliche Erklärungen sind demnach sprachliche Darstellungen von Modellen. Zur Untersuchung der Schwierigkeiten Physiklernender in schriftlichen Erklärungen wird ein geeignetes Verfahren zur Analyse der Modellstruktur in den Erklärungen entwickelt. Als geeignete Darstellung dieser Struktur erweisen sich Concept Maps, die hier jedoch noch um eine Kategorienstruktur erweitert werden. Das Verfahren zum Erstellen von kategorienorientierten Concept Maps kann in einer Vorstudie als reliabel und valide gekennzeichnet werden. In einer qualitativen Untersuchung von 64 Erklärungen Physikstudierender und Experten zu Phänomenen der optischen Hebung wird das Verfahren angewendet. Dabei können verschiedene Schwierigkeiten präzise benannt werden. Studierende führen das Phänomen teilweise einzig auf den Begriff der Brechung von Licht zurück, ohne diesen Zusammenhang präzise darzulegen. In einigen Erklärungen werden Begriffe aus nicht relevanten optischen Konzepten eingebunden, es fehlen zentrale Elemente oder Erklärungen zerfallen in Fragmente. Vor allem die Schnittstelle zwischen Phänomen und Theorie zeigt sich besonders fehleranfällig. Kategorienorientierte Concept Maps eignen sich auch, um auf Basis der fehlerbehafteten Erklärungen Vorschläge für konstruktive Interventionen zu entwickeln, die zu einer fachlich angemessenen Erklärung führen. Die Ergebnisse belegen die Notwendigkeit und Fruchtbarkeit eines praxisorientierten Modellbegriffs.
Mit der kostenfreien Android-App Ray Optics lassen sich schnell und unkompliziert verschiedene Abbildungen an Spiegeln und Linsen simulieren. Dabei bietet die App verschiedene Einstellmöglichkeiten und eignet sich beispielsweise, um den Ort des reellen oder virtuellen Bildes bei einer Linse, einer Linsenkombination oder einem Spiegel zu bestimmen.
Mitchell Feigenbaum discovered an intriguing property of viewing images through cylindrical mirrors or looking into water. Because the eye is a lens with an opening of about 5 mm, many different rays of reflected images reach the eye and need to be interpreted by the visual system. This has the surprising effect that what one perceives depends on the orientation of the head, whether it is tilted or not. I explain and illustrate this phenomenon on the example of a human eye looking at a ruler immersed in water.
