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* 31.05.1811 in Göttingen
† 16.08.1899 in Heidelberg

Er war einer der hervorragenden Chemiker des 19. Jahrhunderts. Bekannt wurde er vor allem durch die Entwicklung der Spektralanalyse gemeinsam mit dem Physiker GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF.

Die Spuren einer CD wirken wie ein Reflexionsgitter. Beleuchtet man die CD mit Laserlicht, so erhält man ein Gitterspektrum. Aus den Abständen der Maxima kann man auf den Spurabstand und auf den Abstand benachbarter digitaler Informationen auf der CD schließen. Daraus lässt sich die Speicherkapazität der CD berechnen.

Mit optischen Erscheinungen und dem Wesen des Lichtes haben sich seit dem Altertum zahlreiche Wissenschaftler beschäftigt. Die Frage, was Licht ist, blieb dabei viele Jahrhunderte lang ungeklärt. Die geschichtlich wichtigsten Vorstellungen über das Licht sind zusammengefasst in der Korpuskulartheorie, in der Wellentheorie und in der Lichtquantentheorie.

Grundlegende Versuche zu Licht und seinen Farben führte erstmals ISAAC NEWTON (1643-1727) durch. Er zerlegte weißes Licht mithilfe eines Prismas in Spektralfarben, vereinigte die Spektralfarben wieder zu weißem Licht und fand die Komplementärfarben.
Mit der Frage der Farbe von Licht und den damit verbundenen Erscheinungen beschäftigten sich aber nicht nur Physiker, sondern auch Maler, Physiologen, Psychologen und Schriftsteller, unter ihnen auch JOHANN WOLFGANG VON GOETHE (1749-1832). GOETHE versuchte die newtonsche Farbenlehre zu widerlegen und stellte eine eigene Farbenlehre auf, die aber mehr ästhetischen Gesichtspunkten als wissenschaftlichen Maßstäben entsprach.

Bei der additiven Farbmischung wird im Unterschied zur subtraktiven Farbmischung Licht verschiedener Farbe auf dieselbe Stelle gelenkt und überlagert (addiert) sich. Diese Überlagerung ergibt neue Farben. Die Grundfarben der additiven Farbmischung sind Blau, Grün und Rot in gleicher Intensität. Additive Farbmischung wird beim Farbensehen, bei Fernsehgeräten und Monitoren sowie teilweise beim Vierfarbendruck genutzt.

Bei der subtraktiven Farbmischung wird Licht verschiedener Farbe durch Farbfilter ausgeblendet oder durch Pigmente absorbiert. Das restliche Licht bildet eine Mischfarbe. Die Grundfarben der subtraktiven Farbmischung sind Gelb, Magenta (Purpur) und Cyan (Blaugrün).

Das von dem französischen Mathematiker und Juristen PIERRE DE FERMAT (1601-1665) gefundene Prinzip ist ein Extremalprinzip für die Ausbreitung von Licht. Es besagt, dass Licht zwischen zwei Punkten den zeitlich kürzesten Weg zurücklegt, der nicht immer der geometrisch kürzeste ist. Damit wird die Laufzeit des Lichtes zwischen zwei Punkten ein Minimum. Das fermatsche Prinzip ist ein grundlegendes Prinzip der geometrischen Optik. Mithilfe des fermatschen Prinzips kann man z.B. das Brechungsgesetz herleiten.

Astronomische Fernrohre und Ferngläser zur Beobachtung auf der Erde sind optische Geräte, mit deren Hilfe von weiter entfernten Gegenständen Bilder erzeugt werden. Entscheidend ist dabei, dass durch ein solches optisches Gerät der Winkel, unter dem man einen Gegenstand wahrnimmt, vergrößert wird und damit mehr Details sichtbar werden.

* 23.09.1819 in Paris
† 18.09.1896 in Venteuil

Er war ein französischer Physiker, der auf unterschiedlichen Gebieten tätig war. Ihm gelang als Erstem die Messung der Lichtgeschwindigkeit auf der Erde.

Flüssigkristallanzeigen, auch LCD genannt (abgeleitet von Liquid-Crystal-Displays), findet man heute z.B. als Anzeigen von Taschenrechnern, Uhren, Digitalkameras und auch als Monitor von Computern.
Sie arbeiten mit quasi-flüssigen Kristallketten, die je nach angelegter Spannung die Polarisationsrichtung des Lichtes drehen und im Zusammenhang mit Polarisationsfolien helle und dunkle Punkte erzeugen.

Fotoapparate sind optische Geräte, mit deren Hilfe Bilder von Gegenständen angefertigt werden. Neben herkömmlichen Fotoapparaten, bei denen man Filme zur Speicherung nutzt, werden in zunehmendem Maße Digitalkameras verwendet, bei denen die Bilder in digitaler Form gespeichert und mithilfe von Computerprogrammen weiterbearbeitet werden können.

* 06.03.1787 in Straubing
† 07.06.1826 in München

Er war ein bedeutender deutscher Physiker und Glastechniker, verbesserte wesentlich die optischen Instrumente und legte Grundlagen für eine optische Industrie. Die von ihm entdeckten dunklen Linien im Sonnenspektrum werden heute ihm zu Ehren als fraunhofersche Linien bezeichnet. Eine 1949 gegründete Gesellschaft trägt den Namen „Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung“.

* 10.05.1788 in Broglie/Normandie
† 14.07.1827 in Ville D´Avray bei Paris

Er war zunächst als Wege- und Wasserbautechniker im französischen Staatsdienst, später dann als Physiker tätig. Mit seinen Beiträgen zur Beugung, Interferenz und Polarisation des Lichtes schuf er die Grundlagen der Wellenoptik.

Mithilfe von Laserlicht gelang es 1962 zum ersten Mal, ein räumliches Bild eines Gegenstandes so festzuhalten, dass es bei Beleuchtung mit Laserlicht wieder den vollständigen räumlichen Eindruck wiedergab. Dieses Holografie-Verfahren arbeitet mit der Interferenz von Licht. Es geht auf Untersuchungen des Physikers DENNIS GABOR (1900-1979) zurück, der es 1948 erstmals vorstellte und für seine Arbeiten zur Holografie 1971 den Nobelpreis für Physik erhielt.

Das im Jahre 1990 gestartete US-amerikanische HUBBLE-Space-Telescope, das aus einer Erdumlaufbahn heraus Aufnahmen von Sternen und die spektroskopische Untersuchung von Sternenlicht ermöglicht, hat zu vielen neuen Entdeckungen geführt. Kernstück dieses Fernrohrsatelliten ist eine zylindrische Röhre, in der ein Hauptspiegel mit 2,4 m Durchmesser sowie Kameras, Spektrometer und Fotometer angebracht sind.

Die Flügel einer Libelle, eine dünne Ölschicht auf Wasser oder eine Seifenblase schillern in den unterschiedlichsten Farben. Ursache dafür ist die Interferenz von Licht, das auf eine dünne Schicht trifft und an der Vorder- und der Rückseite dieser Schicht reflektiert wird. Das an verschiedenen Stellen reflektierte Licht überlagert sich. Es kommt zu farbigen Interferenzmustern.
Wichtige Fälle, die sich auch gut mathematisch beschreiben lassen, sind die Interferenz an planparallelen Schichten und die Interferenz an keilförmigen Schichten. Ein spezieller Fall sind die newtonsche Ringe, mit deren Hilfe man z.B. die Qualität von Linsen prüfen kann.

Unter der Interferenz von Licht versteht man die Überlagerung von Lichtwellen mit Bereichen der Verstärkung und solchen der Abschwächung oder Auslöschung. Das Auftreten von stabilen Interferenzmustern ist bei Licht an bestimmte Voraussetzungen gebunden: Es muss kohärentes Licht vorliegen. Interferenz ist eine wellentypische Erscheinung. Sie kann mit dem Modell Lichtwelle erklärt werden. Genutzt werden kann die Interferenz zur Bestimmung der Lichtwellenlänge. Interferenz wird auch bei Interferometern angewendet, die beispielsweise zu genauen Längenmessungen eingesetzt werden können.

Energie in ihren verschiedenen Formen wird in vielfältiger Weise genutzt. Dabei spielen unterschiedliche Eigenschaften der Energie eine wichtige Rolle:

Dabei bleibt in einem abgeschlossenen System die Gesamtenergie erhalten.

Schon frühzeitig beschäftigten sich Naturwissenschaftler mit der Frage, wie und warum sich Körper bewegen. Viele Jahrhunderte lang galt die Lehre des ARISTOTELES, dass schwerere Körper schneller fallen als leichtere. Der italienische Naturwissenschaftler GALILEO GALILEI widerlegte diese Auffassung und entdeckte, dass im Vakuum alle Körper gleich schnell fallen. Durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen fand er die Gesetze des freien Falls. GALILEI war auch der erste Wissenschaftler, der das Experiment als gezielte Frage an die Natur in die Wissenschaft einführte.

Erdbeben sind natürliche Erschütterungen der Erdkruste bzw. des oberen Erdmantels. Vom Zentrum eines Erdbebens gehen Erdbebenwellen aus, die sich über Hunderte von Kilometern ausbreiten können. Es sind Längs- oder Querwellen, die sich teilweise an der Erdoberfläche und teilweise im Erdmantel ausbreiten und die auch in größerer Entfernung vom Epizentrum erhebliche Zerstörungen anrichten können.

Ein Fadenpendel ist ein einfacher mechanischer Schwinger, bei dem ein an einer Aufhängung befestigter Körper, der näherungsweise als punktförmig angesehen werden kann, in einer Ebene hin- und herschwingt.
Die Schwingungsdauer (Periodendauer) eines solchen Fadenpendels hängt nur von der Länge des Pendels und davon ab, wo sich das Pendel befindet.

Das Fahrverhalten von Kraftfahrzeugen wird im Wesentlichen durch die Konstruktion (z. B. Vorder-, Hinter- bzw. Allradantrieb, Fahrzeugart, Radstand, Spurweite, Achsbelastung) und das Wirken von äußeren Kräften bestimmt und wird bei besonderen Fahrsituationen (z.B. Anfahren, Bremsen, Kurvenfahrten) deutlich. Dargestellt und an Beispielen erläutert sind die unterschiedlichen Fahrzeugbewegungen, die verschiedenen Arten von Reibung, das Beschleunigen, Bremsen, Kurvenfahrten und Achsbelastungen.

Die Beschleunigung, die bei einem frei fallenden Körper auftritt, wenn der Luftwiderstand vernachlässigbar klein ist, wird als Fallbeschleunigung g bezeichnet. Ihr mittlerer Wert für die Erdoberfläche beträgt 9,81 m/s².
Die Fallbeschleunigung ist abhängig von dem Ort, an dem man sich befindet. Sie wird deshalb auch als Ortsfaktor bezeichnet. Der Ortsfaktor gibt an, wie groß der Quotient aus der Gewichtskraft eines Körpers und seiner Masse am jeweiligen Ort ist. Es gilt g = 9,81 N/kg.

Falltürme ermöglichen die Durchführung von Kurzzeitexperimenten unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit. Ein solcher Fallturm befindet sich in Bremen und wird deshalb als „Fallturm Bremen“ bezeichnet.
Bei diesem Fallturm ist es möglich, bei einer Fallhöhe von 110 m im freien Fall ca. 4,5 Sekunden lang Schwerelosigkeit zu erreichen. Die Kurzzeitexperimente werden in einer speziell konstruierten Fallkapsel durchgeführt.

Ein Federschwinger oder Federpendel ist ein einfacher mechanischer Schwinger, bei dem ein an einer elastischen Feder befestigter Körper, der näherungsweise als punktförmig angesehen werden kann, in einer Richtung hin- und herschwingt.
Die Schwingungsdauer (Periodendauer) eines solchen Federschwingers hängt von der Masse des Pendelkörpers und von den elastischen Eigenschaften der Feder ab.