Das Herz in der Kaffeetasse - Katakaustik

(zu tm.jpg 7 S. 172 - 173)

Treffen parallele Lichtstrahlen auf eine kreisförmige Spiegelfläche, so werden alle Strahlen in verschiedenen Richtungen reflektiert. Sie bilden eine helle Fläche auf dem Boden einer (zylindrischen) Tasse (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Katakaustik). Diese Reflexionsfläche wird von der Brennlinie begrenzt, die wir als Einhüllende der reflektierten Strahlen untersuchen werden.

thema-mathematik.at_images_herzkurveg.jpg

Verschiebe im folgenden GeoGebra - Applet den roten Punkt entlang der Kreislinie und beobachte die Einhüllende der reflektierten Strahlen:

Screenshot: Alfred Nussbaumer

Download der GeoGebra-Datei

Tipp: Mit <Strg> - F wird der Bildschirm neu aufgebaut; die eingezeichnete Spur wird gelöscht.

Aufgaben:

  • Wie verändert sich das Bild, wenn (a) eine ausgedehnte Lichtquelle, (b) eine punktförmige Lichtquelle vorliegt?
  • Recherchiere: Mit welcher Formel kann die Einhüllende der Katakaustik tatsächlich beschrieben werden (WikiPedia:Nephroide)?
  • Vergleiche die Einhüllende mit der Herzkurve!

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