Göttingen 2025 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 38: Geschichte / NoS

DD 38.3: Talk

Wednesday, April 2, 2025, 11:40–12:00, OEC 1.163

Snellius' Brechungsgesetz und das Phänomen der optischen Hebung — •Thomas Quick und Johannes Grebe-Ellis — Bergische Universität Wuppertal

Das Brechungsgesetz, auch als Snelliussches Gesetz bekannt, beschreibt die Änderung der Ausbreitungsrichtung von Licht beim Übergang zwischen Medien unterschiedlicher optischer Dichte. Snellius leitete dieses Gesetz im Jahr 1621 nicht aus einem Lichtmodell ab - wie später Descartes (1627) -, sondern formulierte es auf der Grundlage explorativer Untersuchungen der optischen Hebung. Indem er das Verhältnis optischer und haptischer Positionen unter Wasser getauchter Objekte für gegebene Blickwinkel untersuchte, identifizierte er eine Beziehung, die dem Sinusgesetz der Brechung entspricht, aber näher am Phänomen formuliert ist: das "Hebungsgesetz".

In unserem Beitrag zeigen wir, wie sich experimentelle, fachliche und erkenntnismethodische Untersuchungen zur optischen Hebung im historischen Kontext von Snellius' Entdeckung auf Mittelstufen- und Oberstufenniveau integrieren lassen. Wir analysieren Snellius' Hebungsgesetz, zeigen dessen Äquivalenz zum Sinusgesetz der Brechung, präsentieren Snellius' "experimentum elegans" in einer modernen Form und diskutieren seine "Kathetus-Regel" für die vertikale Hebung. Dies mündet in eine verallgemeinerte Theorie der Bildentstehung, die sagittale und meridionale Abbildungen unterscheidet. Abschließend erörtern wir die "Refractaria" (Hebungskonchoide), die Kurve, welche die optische Hebung einer unter Wasser liegenden horizontalen Gerade beschreibt.

Keywords: optische Hebung; Brechungsgesetz; Snellius; Astigmatismus; Hebungskonchoide