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Berechnungen zu Nebensonnen
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Autor:  Uwe Pilz [ 19. Januar 2019, 18:51:06 PM ]
Betreff des Beitrags:  Berechnungen zu Nebensonnen

Liebe Sternfreunde,

das neue VdS-Journal liegt vor mir und weckt Erinnerungen an die Mondfinsternis im Sommer – genau zum richtigen Zeitpunkt. Optik für übermorgen früh steht schon bereit.

Für unsere Fachgruppe gibt es wieder einen Aufsatz, der sich mit Nebensonnen befasst. Da die Fachgruppe jetzt eine Webseite besitzt, habe ich die Programme dort hinterlegt. Sie sind dort auf Dauer leichter aufzufinden als hier im Forum. Ihr erreicht den Python-Code über das Programmarchiv der Fachgruppe.

Ich beantworte gern Fragen und freue mich über jede Art von Diskussion.

Autor:  Uwe Pilz [ 12. April 2019, 11:09:55 AM ]
Betreff des Beitrags:  Re: Berechnungen zu Nebensonnen

Liebe Sternfreunde,

gestern habe ich das VdS-Journal Nr. 69 aus dem Kasten gezogen. Die Astrophysik ist darin gut vertreten. Ich habe in diesem Heft den zweiten Teil zu den Nebensonnen beschrieben, die Farbaufspaltung. Dazu ist diesmal kein Computerprogramm nötig, die Formel kann man auf dem Taschenrechner durchtippen.

Wer die Programme aus den Heften benötigt, wird auf unseren Fachgruppenseiten fündig. Ganz unten auf der Seite habe ich das Material zu den Themen verlinkt, die in den Heften erschienen sind.

Zu den Nebensonnen habe ich einen Vortrag zur Frühjahrstagung in Würzburg gehalten. Das Besondere an diesen sechseckigen Eiskristallen ist die Lichtkonzentration, die eben gerade den "Flecken" der Nebensonne hervorruft. Wie in Heft 68 beschrieben, kann man die Sechsecke durch gleichseitige Dreiecke ersetzen, da an den der Eintritts-Seite angrenzenden Fläche kein Strahl-Austritt erfolgen kann.

Für den Vortrag wollte ich eigentlich ein Experiment vorführen, was verdeutlicht, dass der Austrittswinkel kaum davon abhängt, wie so ein Sechseck im Raum orientiert ist. Das war dann doch alles zu kompliziert auf der Bühne und ich habe Fotos gezeigt, die ich euch nicht vorenthalten will.
In der Schneiderwerkstatt meiner Frau habe ich eine Schablone aus Plexiglas gefunden –ein gleichseitiges Dreieck. Nun ist der Brechungsindex von Plexiglas höher als der von Wassereis, so dass sich keine absoluten Zahlen entnehmen lassen. Der prinzipielle Effekt ist aber gut zu sehen.

Der Strahl-Eintritt ist stets von unten, entlang des Bleistiftstriches. Hier verläuft der Laserstrahl nur durch Luft und ist unsichtbar. An der Auftreff-Fläche wird ein Teil des Strahles reflektiert. Das ist sogar ziemlich viel Licht, weil dieses Dreieck natürlich keine optisch glatten Seitenflächen hat, geschweige denn eine Anti-Reflex-Beschichtung. Der große Teil des Strahles wird zum Lot hin gebrochen und tritt an der Oberseite wieder aus. Dort wird er vom Lot weg gebrochen.

Die obere Reihe und das erste Bild der unteren Reihe zeigen: Der Winkel zwischen dem eintretenden und dem austretenden Strahl ändert sich nur ganz wenig, selbst wenn das Dreicek um einen erheblichen Betrag gedreht wird. Ab dem oberen Bild ganz rechts wird ein Teil des Strahles totalreflektiert. Dies liegt wieder an der Unregelmäßigkeit der Schneiderschablone, es sind eben Flächenelemente vorhanden, für welche die Reflexionsbedingung schon gilt.

Das zweite Bild in der unteren Reieh zeigt die Situation, wenn wir uns der Totalreflexion stark nähern. Erst dann – in einem recht kleinen Winkelbereich – wird der Strahl deutlich abgelenkt. Aus Eisplättchen, die in solchen WInkeln liegen, rührt der mitunter deutlich sichtbare Schweif her.

Die letzten beiden Bilder zeigen der Bereich der Totalreflexion, die austretenden Strahlen führen vom Beobachter weg.

Man sieht zumindest auch ansatzweise, dass die kleinst Strahlablenkung dann erfolgt, wenn Eintritts- und Austrittswinkel gleich sind. So sagt es die Theorie voraus.

Dateianhänge:
nsModell.jpg
nsModell.jpg [ 156.53 KiB | 930 mal betrachtet ]

Autor:  Rudolf Sanda [ 12. April 2019, 16:05:25 PM ]
Betreff des Beitrags:  Re: Berechnungen zu Nebensonnen

Zitat:
Liebe Sternfreunde,

gestern habe ich das VdS-Journal Nr. 69 aus dem Kasten gezogen. Die Astrophysik ist darin gut vertreten. Ich habe in diesem Heft den zweiten Teil zu den Nebensonnen beschrieben, die Farbaufspaltung.
Gut beschrieben und dokumentiert mit den Abbildungen im Heft (habe dies heute (12.04) erhalten), und hier im Beitrag.
Interessant zum lesen aber auch die Umsetzung der Programme :!:
Danke für die Mühe.

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