Kann Luft Schatten werfen?

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Ja, Luft kann tatsächlich Schatten werfen. Ein Schatten tritt auf, wenn ein Objekt in einem Lichtstrahl einen Teil des Lichts daran hindert, sich in Vorwärtsrichtung fortzusetzen. Wenn der Lichtstrahl auf eine Wand oder den Boden trifft, ist eine dunklere Form sichtbar, wo weniger Licht auf die Oberfläche trifft. Sowohl das Licht als auch der Schatten, also die Abwesenheit von Licht, bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit zur Oberfläche. Es gibt drei Möglichkeiten, wie ein Objekt das Licht daran hindern kann, in Vorwärtsrichtung weiterzuleuchten:

Absorption : Das auf das Objekt treffende Licht wird absorbiert und in Wärme umgewandelt. Ein schwarzer Tisch erzeugt einen Schatten an der Wand, hauptsächlich indem er das auf ihn treffende Licht absorbiert.

Reflexion : Das Licht, das auf das Objekt trifft, wird von der Vorderfläche reflektiert und in einen anderen Teil des Raums umgeleitet. Eine silberne Schale erzeugt einen Schatten an der Wand, indem sie das Licht, das auf ihre Vorderseite trifft, wegreflektiert.

Brechung Das Licht, das auf das Objekt trifft, geht hindurch, aber die Richtung des Lichts wird durch das Objekt gebrochen. Wenn die Richtung ausreichend gebogen ist, wird das Licht, das durch das Objekt fällt, aus dem sich vorwärts bewegenden Strahl abgewinkelt. Als Ergebnis hat der Strahl einen dunklen Fleck; ein Schatten. Betrachten Sie vollständig transparente Objekte wie Glasbecher, Wasserflaschen oder Brillengläser. Obwohl solche transparenten Objekte nicht sehr viel Licht absorbieren oder reflektieren, interagieren sie dennoch mit Licht durch Brechung. Lichtbrechung macht transparente Tassen für unsere Augen sichtbar. Durch die Lichtbrechung können klare Objekte auch Schatten werfen. Nehmen Sie Ihre Brille ab und legen Sie sie nachts im Licht einer einzelnen Lampe auf den Tisch, und Sie werden einen deutlichen Schatten sehen, der von den transparenten Gläsern verursacht wird.

Obwohl Luft nahezu vollkommen transparent ist, kann sie durch Lichtbrechung dennoch Schatten werfen. Das Schlüsselprinzip der Brechung ist, dass Licht gebeugt wird, wenn sich der Brechungsindex von einem Ort zum nächsten unterscheidet. Luft und Glas sind unterschiedliche Materialien und haben unterschiedliche Brechungsindizes. Licht wird daher gebeugt, wenn es von Luft auf Glas trifft, beispielsweise an der Oberfläche einer Glaslinse. Innerhalb einer Glaslinse findet keine Brechung statt, da das Material innerhalb der Linse einheitlich ist. Die Brechung findet an der Oberfläche einer Glaslinse statt, da dies der einzige Ort ist, an dem sich der Brechungsindex unterscheidet. Gleichmäßige Luft selbst kann Licht nicht brechen und Schatten erzeugen, da sich der Brechungsindex nirgends unterscheidet. Aber wenn verschiedene Luftregionen unterschiedliche Brechungsindizes haben,

Die gebräuchlichste Methode, um einen sich ändernden Brechungsindex in verschiedenen Luftregionen zu erhalten, besteht darin, die Luft zu erhitzen. Wenn sich Luft erwärmt, dehnt sie sich aus und ihr Brechungsindex ändert sich. Eine Tasche warmer Luft, die neben einer Tasche kalter Luft sitzt, bildet daher Bereiche mit unterschiedlichen Brechungsindizes. Die Grenzfläche zwischen kalter und warmer Luft beugt daher Licht und verursacht Schatten. Dieser Effekt ist am deutlichsten, wenn starkes direktes Sonnenlicht seitlich durch ein Fenster einfällt, durch kalte Umgebungsluft und dann durch die warme Luft über einer Heizung gelangt. Der Schatten, den dieses Luftsystem an der gegenüberliegenden Wand erzeugt, besteht aus wellenförmigen, rollenden Linien, die die turbulente Bewegung der heißen Luft nachahmen, wenn sie aufsteigt.

Auch der Brechungsindex der Luft ändert sich mit Druck und Zusammensetzung, daher können diese Effekte auch zu Luftschatten führen. Beispielsweise können die Druckschwankungen, die durch ein Flugzeug verursacht werden, das durch die Luft pflügt, Schatten verursachen. Außerdem erzeugen Gase, die in die Umgebungsluft entlüftet werden, räumliche Variationen in der Luft und daher schattenverursachende Variationen im Brechungsindex.

Die Fähigkeit ungleichmäßiger Luft, Schatten zu erzeugen, wird in der als Schlierenfotografie bekannten Abbildungstechnik mit großem Vorteil genutzt. In der Schlierenfotografie werden die Schatten verwendet, um die Variationen in der Luft genau abzubilden.

Zusätzlich zu V.Joes ausgezeichneter Antwort zur Brechung möchte ich hinzufügen, dass Luft etwas Infrarot- und UV-Licht direkt blockiert (absorbiert, nicht bricht).

Wenn Ihre Augen Licht im Infrarot- und UV-Spektrum sehen könnten, würde Luft in diesen Wellenlängen teilweise undurchsichtig erscheinen. Die Erdoberfläche liegt im Infrarot- und UV-„Schatten“ der Atmosphäre.

Wenn Luftpartikel dicht genug und/oder zusammengeballt sind, dann ja. Schatten werden nicht so sehr erzeugt, sondern geworfen, als würde man in einen Spiegel schauen. Die Reflexion ist genau das, was eine Reflexion ist, wenn Licht ein Objekt nicht durchdringen kann, wirft es es daher um es herum. Für den Betrachter sieht es aus wie ein Schatten oder eine Spiegelung.

Vereinfachte Version: Wann passiert das bei Luft? Wenn die Partikel in der Luft eine größere Konzentration haben als leichte Partikel.