Lichtdurchlässigkeit
Lichtdurchlässigkeit in der Physik ist ein alltägliches Phänomen, bei dem Licht von unterschiedlichen Materialien beeinflusst wird. Wir unterscheiden zwischen Blickdurchlässigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Lichtundurchlässigkeit. Entdecke die Unterschiede und Beispiele für transparente, transluzente und lichtundurchlässige Materialien. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!
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Grundlagen zum Thema Lichtdurchlässigkeit
Lichtdurchlässigkeit in der Physik
Die Lichtdurchlässigkeit ist ein Phänomen, das du jeden Tag in den unterschiedlichsten Situationen beobachten kannst – zum Beispiel, wenn du eine Brille trägst oder wenn du bei hellem Sonnenschein deine normale Brille gegen eine Sonnenbrille austauschst. Aber auch, wenn sich vor dir ein Schild oder ein anderer Gegenstand befindet, durch den du nicht hindurchschauen kannst. Wir wollen uns im Folgenden genauer damit beschäftigen, mit welchen physikalischen Fachbegriffen wir diese Beobachtungen beschreiben können.
Lichtdurchlässigkeit – Definition
Im Alltag sprechen wir häufig von der Lichtdurchlässigkeit. Wir meinen damit in der Regel, dass ein Stoff oder ein Körper Licht durchlässt, also einfallendes Licht nicht vollkommen abschattet. In der Physik müssen wir etwas genauere Begriffe und Definitionen verwenden. Hier unterscheiden wir zwischen Blickdurchlässigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Lichtundurchlässigkeit.
Blickdurchlässigkeit
Als blickdurchlässig oder auch transparent bezeichnen wir Stoffe, durch die Licht fast ungehindert laufen kann. Wir können sie daran erkennen, dass wir Gegenstände, die sich hinter einem transparenten Stoff befinden, klar und deutlich sehen können. Ein Beispiel für Transparenz sind Fensterscheiben oder auch Brillengläser (solange es sich nicht um eine Sonnenbrille handelt).
Lichtdurchlässigkeit
Auch lichtdurchlässige oder transluzente Stoffe können von Licht durchquert werden – aber nicht vollständig. Ein Beispiel für Transluzenz sind Sonnenbrillen: Sie lassen zwar Licht durch, aber nur teilweise, um unsere Augen vor zu viel schädlichem Sonnenlicht zu schützen.
Wir können bei der Lichtdurchlässigkeit noch zwei weitere Eigenschaften unterscheiden – und zwar die reguläre und die diffuse Durchlässigkeit.
Eine Sonnenbrille ist beispielsweise regulär durchlässig. Das bedeutet, dass die Strahlen beim Durchgang durch das Material zwar ihre Richtung ändern können, aber nur in systematischer Art und Weise. Wenn du zum Beispiel eine Sonnenbrille mit Sehstärke hast, werden parallele Strahlen so abgelenkt, dass du scharf sehen kannst. Bei diffus durchlässigen Stoffen, wie zum Beispiel Milchglas, wird das Licht zufällig in alle möglichen Richtungen gelenkt. Wenn man durch diffus durchlässiges Material blickt, kann man dahinter keine scharfen Bilder erkennen.
Lichtundurchlässigkeit
Auch bei den lichtundurchlässigen Stoffen können wir zwei Fälle unterscheiden: reflektierende und absorbierende Stoffe.
Ein Beispiel für ein reflektierendes Material sind Spiegel, die meist aus sehr glatt geschliffenen Metallflächen bestehen. Licht, das auf diese Flächen trifft, geht nicht hindurch, sondern wird vollständig zurückgeworfen, also reflektiert. So ist hinter dem Spiegel kein Licht sichtbar. Reflektierende Stoffe kannst du daran erkennen, dass sie meistens stark glänzen. Genau wie bei der Lichtdurchlässigkeit können wir auch bei der Reflexion zwischen regulär und diffus unterscheiden.
Auch absorbierende Stoffe lassen kein Licht passieren. Allerdings werden die Lichtstrahlen hier nicht reflektiert, sondern absorbiert, also vom Material aufgenommen. Diese Stoffe sehen daher schwarz aus.
Die meisten Stoffe weisen verschiedene der beschriebenen Eigenschaften auf. Zum Beispiel lassen Sonnenbrillen einen Teil des Lichts durch, reflektieren aber einen anderen Teil und absorbieren auch einen kleinen Teil. Ein schwarz oder dunkelblau lackiertes Auto lässt zwar kein Licht durch, aber glänzt – es absorbiert also manche Teile, reflektiert aber auch andere Teile des einfallenden Lichts.
Außerdem hängen auch Lichtdurchlässigkeit und Schichtdicke zusammen. Manche Materialien sind lichtdurchlässig, wenn sie sehr dünn sind, aber lichtundurchlässig, wenn sie sehr dick sind. Das kannst du selbst zu Hause ausprobieren. Durch sehr dünnes Papier kannst du beispielsweise noch schemenhaft Gegenstände erkennen. Wenn du aber mehrere Lagen übereinanderlegst, wird das Papier irgendwann vollkommen undurchsichtig. Dasselbe gilt für Eis unterschiedlicher Dicken.
Zusammenfassung der Lichtdurchlässigkeit
Wir haben uns die Lichtdurchlässigkeit von Stoffen angesehen und einfach erklärt, wie sich Blickdurchlässigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Lichtundurchlässigkeit unterscheiden. Außerdem haben wir einige Beispiele betrachtet.
Transkript Lichtdurchlässigkeit
„Wer da wohl drin sitzt?“ Durch die abgedunkelten Scheiben ist nichts zu erkennen. Woran das wohl liegt? Vermutlich an der „Lichtdurchlässigkeit“ unterschiedlicher Materialien. Schauen wir uns an, was es damit auf sich hat. Wenn Licht auf einen Körper trifft, kann es reflektiert, also zurückgeworfen, werden absorbiert, also verschluckt, werden oder hindurchgelassen werden. In der Regel passiert alles zugleich, allerdings zu unterschiedlich großen Anteilen. Wie groß die einzelnen Anteile sind, hängt vom „Material“ des Körpers und seiner „Dicke“ ab. Je nachdem können Körper lichtundurchlässig oder lichtdurchlässig sein. Bei lichtdurchlässigen Körpern unterscheiden wir außerdem zwischen durchscheinenden und durchsichtigen Körpern. Schauen wir uns ein paar Beispiele dazu an. Wir beginnen mit den „Lichtundurchlässigen Körpern“. Lichtundurchlässige Körper lassen kein Licht hindurch. Sie reflektieren und absorbieren Licht zu unterschiedlichen Teilen. Materialien wie zum Beispiel Holz, Stein oder dicke Pappe verhalten sich so. Je heller und glatter die Oberfläche eines Körpers ist, umso mehr Licht wird reflektiert. Wie zum Beispiel weißes Porzellan oder poliertes Metall. Je dunkler und rauer eine Oberfläche ist, umso mehr Licht wird absorbiert. Wie zum Beispiel bei schwarzen Vorhängen. Das dunkelste Schwarz der Welt heißt „Vantaschwarz“ und wird aus Kohlenstoff hergestellt. Kommen wir zu den „Lichtdurchlässigen Körpern“ Hier unterscheiden wir zwischen „durchscheinenden“ und „durchsichtigen“ Körpern. durchsichtige Körper lassen Licht fast ungehindert durch. Es wird kaum absorbiert oder reflektiert und ändert auch seine Richtung kaum. Beispiele dafür sind normale Brillengläser oder Fenster. durchscheinende Körper lassen nur einen Teil des Lichts durch. Außerdem ändert das Licht bei manchen Körpern beim Durchgang teilweise seine Richtung. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn die Oberfläche des Körpers uneben ist. Ein Beispiel dafür ist „Milchglas“, das an Eingangstüren oder Trennwänden in Büros verwendet wird. Die Oberfläche ist sehr rau, wodurch das Licht beim Durchgang teilweise die Richtung ändert. Daher sehen wir dahinterliegende Objekte nur unscharf. Weitere Beispiele für durchscheinende Körper sind „dünnes Papier“, wie bei Laternen oder Lampenschirmen, oder Brillen mit getönten Scheiben. Die Lichtdurchlässigkeit hängt aber nicht nur vom Material ab, sondern auch von der „Dicke des Körpers“. Beim Tauchen nimmt beispielsweise die Lichtdurchlässigkeit des Wassers mit zunehmender Tiefe ab. Knapp unter der Oberfläche ist die Durchlässigkeit noch hoch und die Umgebung hell. Tauchen wir tiefer nehmen die Durchlässigkeit und damit die Helligkeit ab. Ab einer Tiefe von etwa einhundert Metern ist das Wasser Lichtundurchlässig. Deswegen haben Fische in dieser Tiefe eigene Lichtquellen entwickelt, mit denen sie Beute anlocken können. Ein weiteres Beispiel, das du gleich zuhause ausprobieren kannst, ist Papier. Hältst du ein einzelnes Blatt Druckerpapier vor eine Taschenlampe, siehst du durch das Papier ein helles Leuchten. Legst du ein zweites und drittes Blatt Papier darüber, wird das Licht schwächer. Nach wie vielen Schichten dringt kein Licht mehr hindurch? Probier es auch mit anderen Materialien aus und schreib uns deine Beobachtungen in die Kommentare! Fassen wir die wichtigsten Punkte noch einmal zusammen. Wenn Licht auf einen Körper trifft, kann es reflektiert, absorbiert oder hindurchgelassen werden. Je nach dem, welcher Anteil überwiegt, ist ein Körper „Lichtundurchlässig“, wie zum Beispiel eine „Metallplatte“ oder „Lichtdurchlässig“. Dabei unterscheiden wir zwischen „durchscheinend“, wie zum Beispiel „dünnes Papier“ und „durchsichtig“, wie zum Beispiel „Fensterglas“. Aber wer saß denn nun in der Limousine? Hu es ist The Big Meowski.
Lichtdurchlässigkeit Übung
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Gib jeweils an, ob das Material bzw. die Gegenstände lichtundurchlässig, durchscheinend oder durchsichtig sind.
TippsIm ersten Bild sehen wir Milchglas und im zweiten Bild Laternen aus Papier.
Das erste Bild soll Brillengläser darstellen.
Hier kannst du dir noch einmal eine Übersicht darüber anschauen, wie wir Körper entsprechend ihrer Lichtdurchlässigkeit ein- bzw. unterteilen.
Bei lichtundurchlässigen Körpern wird das Licht absorbiert oder reflektiert.
Bei durchscheinenden Körpern wird ein Teil des Lichts hindurchgelassen.
Bei durchsichtigen Körpern wird fast das gesamte Licht hindurchgelassen.Körper aus Metall sind beispielsweise lichtundurchlässig.
LösungWir betrachten den Fall, dass Licht auf einen Körper fällt. Je nachdem, welcher Anteil des Lichts reflektiert, welcher absorbiert und welcher hindurchgelassen wird, unterscheiden wir zwischen:
- lichtundurchlässigen Körpern und
- lichtdurchlässigen Körpern.
- durchscheinend und
- durchsichtig.
Wir ordnen die Materialien zu:
Lichtundurchlässige Körper
Das Licht wird absorbiert oder reflektiert:
- Holz
- poliertes Metall
Durchscheinende Körper
Ein Teil des Lichts wird hindurchgelassen:
- Milchglas
- Laternen aus Papier
- getönte Brillengläser
Durchsichtige Körper
Fast das gesamte Licht wird hindurchgelassen:
- normale Brillengläser
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Vervollständige die schematische Darstellung der physikalischen Zusammenhänge der Lichtdurchlässigkeit.
TippsHolz ist beispielsweise ein lichtundurchlässiger Körper.
Wird Licht zurückgeworfen, sagen wir, dass Licht reflektiert wird.
LösungWenn Licht auf einen Körper trifft, dann kann es ...
- ... reflektiert, also zurückgeworfen werden.
- ... absorbiert, also verschluckt werden.
- ... hindurchgelassen werden.
In der Regel treten alle drei Fälle gleichzeitig auf – allerdings zu unterschiedlichen Anteilen. Dies hängt vom Material des Körpers und seiner Dicke ab.
Danach unterscheiden wir zwischen:
- lichtundurchlässigen Körpern und
- lichtdurchlässigen Körpern.
Bei den lichtdurchlässigen Körpern unterscheiden wir wiederum zwischen:
- durchscheinenden Körpern und
- durchsichtigen Körpern.
Sind Körper lichtundurchlässig, bedeutet das, dass das Licht zurückgeworfen oder absorbiert wird.
Sind Körper lichtdurchlässig, bedeutet das, dass ein Teil des Lichts hindurchgelassen wird. -
Entscheide jeweils, welcher Anteil überwiegt.
TippsWird Licht an einem Material reflektiert, bedeutet das, dass es zurückgeworfen wird.
Wird Licht von einem Material absorbiert, wird das Licht verschluckt.
Hier siehst du, was man sich darunter vorstellen kann, wenn Licht reflektiert bzw. absorbiert wird.
Wenn ein Material Licht absorbiert, dann kannst du durch dieses Material nicht hindurchgucken.
LösungWenn Licht auf einen Körper trifft, dann kann es ...
- ... reflektiert, also zurückgeworfen werden.
- ... absorbiert, also verschluckt werden.
- ... hindurchgelassen werden.
In der Regel treten alle drei Fälle gleichzeitig auf – allerdings zu unterschiedlichen Anteilen. Dies hängt vom Material des Körpers und seiner Dicke ab.
Wir ordnen die Gegenstände zu:
Reflexion
Wir nennen diese Gegenstände auch lichtundurchlässig.
- Spiegel
Absorption
Wir nennen diese Gegenstände auch lichtundurchlässig.
- Granitstein
- Mülltonne
Durchlass
Wir nennen diese Gegenstände auch lichtdurchlässig.
- Wasserglas
- Lupe
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Überprüfe die Aussagen zur Lichtdurchlässigkeit im Alltag.
TippsDurch durchsichtige Körper kannst du hindurchschauen, zum Beispiel durch Fensterglas oder Brillenglas.
Richtig sind zwei Aussagen.
LösungWir unterscheiden zwischen lichtundurchlässigen, durchscheinenden und durchsichtigen Körpern. Wie wir einen Körper benennen, hängt davon ab, ob das einfallende Licht reflektiert, also zurückgeworfen, ob es absorbiert, also verschluckt, oder ob es hindurchgelassen wird.
In der Regel treten alle drei Fälle gleichzeitig auf – allerdings zu unterschiedlichen Anteilen. Dies hängt vom Material des Körpers und seiner Dicke ab.
Wir überprüfen damit die gegebenen Aussagen:
- Scheiben im Krankenwagen bestehen aus durchsichtigem Milchglas, damit es im Krankenwagen möglichst hell ist.
- Das Blinkerglas bei einem Motorrad absorbiert einen Teil des Lichts und lässt den anderen Teil hindurch.
- Katzenaugen leuchten im Dunkeln, weil sie einen Großteil des einfallenden Lichts reflektieren.
- Das Wasser im Schwimmbad ist durchsichtig, während das Wasser in einem trüben See lichtundurchlässig ist.
-
Benenne, wovon die Lichtdurchlässigkeit abhängig ist.
TippsBesteht ein Körper beispielsweise aus Holz, so ist er lichtundurchlässig. Glas hingegen lässt den größten Anteil des Lichts hindurch.
Es sind zwei Antworten richtig und demnach zwei falsch.
LösungWenn Licht auf einen Körper trifft, dann können folgende Fälle auftreten:
- Das Licht wird reflektiert.
- Das Licht wird absorbiert.
- Das Licht wird hindurchgelassen.
In der Regel treten alle drei Fälle gleichzeitig auf – allerdings zu unterschiedlichen Anteilen. Wir sprechen dann von lichtdurchlässigen bzw. lichtundurchlässigen Körpern. Die Lichtdurchlässigkeit hängt dabei von folgenden Größen ab:
Material des Körpers
Besteht ein Körper beispielsweise aus Holz, so ist er lichtundurchlässig. Glas hingegen lässt den größten Anteil des Lichts hindurch.Dicke des Körpers
Beleuchtest du zum Beispiel ein Blatt Papier, kannst du beobachten, dass durch das Papier ein helles Leuchten zu sehen ist. Legst du ein zweites und drittes Blatt Papier darüber, wird das Leuchten schwächer. Wenn das Papier dicker ist, dann wird also weniger Licht hindurchgelassen.Die Lichtdurchlässigkeit eines Körpers ist hingegen unabhängig von:
- seiner Farbe und
- seinem Gewicht.
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Erkläre, warum die Sicht auf einem Berg bei dunstigem Wetter nicht so gut ist wie bei klarem Wetter.
TippsBei klarer Sicht kommt viel Licht aus dem Tal beim Beobachter bzw. bei der Beobachterin an, bei dunstigem Wetter hingegen nicht.
Bei dunstigem Wetter wird ein Teil des Lichts an den Wassertröpfchen in der Luft in alle Richtungen gestreut.
LösungBei klarer Sicht wird das Sonnenlicht von der umliegenden Landschaft im Tal reflektiert. Die Luft ist durchsichtig und das gesamte Licht kommt bei der beobachtenden Person an, sodass die Landschaft gut zu sehen ist.
Dunst entsteht, wenn Feuchtigkeit aus der warmen bodennahen Luftschicht aufsteigt und sich dabei abkühlt: Beim Abkühlen kondensiert der Wasserdampf in der Luft zu kleinen Tropfen.
Durch die Wassertröpfchen in der Luft ist diese nun durchscheinend und nur ein Teil des im Tal reflektierten Lichts kommt bei der beobachtenden Person an. Der andere Teil des Lichts wird an den Wassertröpfchen in der Luft in alle Richtungen gestreut. Wir sprechen dann von einer diffusen Reflexion.
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