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# Brechung und Totalreflexion

| Fällt Licht schräg auf die Grenzfläche zwischen zwei lichtdurchlässigen Stoffen, wird es gebrochen. Beim Übergang von einem optisch dünneren Stoff in einen optisch dichteren wird ein Lichtbündel zum Einfallslot hin gebrochen. Beim Übergang von einem optisch dichteren Stoff in einen optisch dünneren wird ein Lichtbündel vom Einfallslot weg gebrochen. Je größer der Einfallswinkel ist, desto stärker wird das Licht aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt. Die Brechung genügt folgendem Gesetz: Dabei sind n1 und n2 die Brechzahlen der beiden Medien. Ein Teil des auf die Grenzfläche treffenden Lichts wird reflektiert. Je größer der Einfallswinkel ist, desto mehr Licht wird reflektiert. Beim Übergang von einem optisch dichteren Stoff in einen optisch dünneren wird das Licht ab einem bestimmten Grenzwinkel vollständig reflektiert (Totalreflexion). Steckt man einen geraden Stab in Wasser, erscheint er an der Wasseroberfläche abgeknickt (die rote Linie zeigt im Bild den geraden Verlauf). Dies geschieht durch die Brechung der Lichtstrahlen, die vom Stab in unser Auge fallen. Die Abhängigkeit der Brechung vom Einfallswinkel sieht man am besten an der Winkelscheibe. Je größer der Einfallswinkel, desto größer ist die Brechung des Lichtstrahls. Ein Teil des Lichtes wird immer reflektiert. Beim Verlauf des Lichtstrahls vom optisch dichteren Medium (Glas) ins optisch dünnere Medium (Luft) gibt es einen Grenzwinkel, ab dem das Licht nicht mehr gebrochen, sondern nur noch reflektiert wird. Diesen Effekt nennt man Totalreflexion. Bei benaueren Untersuchungen der Brechungswinkel stellt man eine Gesetzmäßigkeit zwischen ihnen fest. Dabei sind n1 und n2 die Brechzahlen der beiden Medien. Hier einige Beispiele für Brechzahlen: |
Stoff | Brechzahl n
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Luft | 1
Wasser | 1,33
Spiritus | 1,36
Plexiglas | 1,5
Glas | 1,53
Diamant | 2,42
An einer planparallelen Platte oder einem Prisma wird ein Lichtbündel zweimal gebrochen. Hinter der planparallelen Platte ist das Lichtbündel parallelverschoben, hinter dem Prisma ist noch stärker aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt, und zwar in Richtung der Basis des Prismas. Durchläuft ein Lichtbündel ein Medium, in dem sich der Brechungsindex ändert (z.B. eine inhomogene Zuckerlösung), wird es gebogen. Dieser Effekt tritt auch innerhalb unserer Atmosphäre auf. Dadurch erscheint die Sonne beim Sonnenuntergang etwas abgeplattet. |

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