Physik
Analytische Beschreibung der Lichtkrümmung bei kontinuierlicher Brechung
Teilnehmer:innen
Luis Spöcker (19)
Schule/Institution/Betrieb
Störck-Gymnasium, Bad Saulgau
Projektbetreuung
Dr. Marc Bienert
Partnerinstitution
Schülerforschungszentrum Südwürttemberg (SFZ), Standort Bad Saulgau
Region
Südwürttemberg
Jahr
2024
Sparte
Jugend forscht
Bei meiner letzten Teilnahme ging es um den Effekt der Krümmung eines Lichtstrahls in einer wässrigen Zuckerlösung mit einem Verlauf des Brechungsindizes in verschiedener Tiefe. In diesem Nachfolgeprojekt beantworte ich die Frage, wie man die gekrümmte Kurve des Lichts durch eine Funktion beschreiben kann. Ich verwende ein Schichtmodell, indem ich die Zuckerlösung von unten nach oben in gleiche Bereiche mit konstant angenommenen Brechungsindex unterteile. Die Schichtdicke lasse ich dann infinitesimal klein werden, woraus eine Differentialgleichung resultiert. Bei einem linearen Verlauf des Brechungsindex beschreibt ein Kosinus hyperbolicus die Lösung, welche von den Parametern Einfallswinkel, Brechungsindex der obersten Schicht und dem Gradient des Brechungsindex abhängt. Mit meiner Lösung sind sowohl die Krümmungen als auch die Totalreflexion beschreibbar. Ich vergleiche die analytische Lösung mit meiner numerischen Simulation und dem Experiment.
1. Preis Regionalwettbewerb Südwürttemberg
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Wer kann mitmachen?
Am Wettbewerb können Kinder/Jugendliche bis 21 Jahre teilnehmen. Jüngere Schülerinnen/Schüler müssen im Anmeldejahr mind. die 4. Klasse besuchen. Studierende dürfen sich höchstens im ersten Studienjahr befinden (Stichtag 31. Dezember). Zugelassen sind sowohl Einzelpersonen als auch Zweier- oder Dreierteams.Projektanmeldung
Bei Jugend forscht/Schüler experimentieren gibt es keine vorgegebenen Aufgaben. Das Forschungsthema wird frei gewählt. Wichtig ist, dass sich die Fragestellung einem der sieben Fachgebiete zuordnen lässt: Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik sowie Technik.Detailinfos zur Teilnahme hier!
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Landeswettbewerbe
Jugend forscht: 20. – 22. März 2024 in Freiburg
Schüler experimentieren: 11.+12. April 2024 in BalingenBundeswettbewerb
Jugend forscht: 30. Mai – 02. Juni 2024
in der experimenta HeilbronnPräsentationstermine „Jufos unterwegs“
Virtueller Info-Workshop „Startup-Potenzial meines Jufo-Projekts“: 13. Mai, 17:30 Uhr
Anmeldung an jugendforscht@experimenta.science
