Mündlichblatt Nr. 10

Formel für die Berechnung eines Brechenden Strahls und die Bezeichnung

• n ° sine = n' ° sine'
• Ablenkungswinkel= e'-e
• e= Einfallswinkel
• e'= Brechungswinkel(°)= (Ausfallswinkel)
• Ablenkungswinkel
• n = Brechzahl vor Brechung
• n’ = Brechzahl nach Brechung

Was ist für eine Brechung wichtig?

• Entscheidend für Brechung ist Einfallswinkel und Brechzahl von anliegenden Medien.

Welle in anderem Medium (was ändert sich):

• Wechsel von dichterem in dünneres à Licht schneller
• Wechsel von dünnerem in dichteres Medium à Licht langsamer

Grenzwinkel G:

• Tritt ein Lichtstrahl aus dichterem Medium in dünneres wird dieser von Lot weggebrochen.
• Brechungswinkel in dünnerem Medium darf max. 90° betragen.
• Entsprechender Einfallswinkel wird als Grenzwinkel der Totalreflexion bezeichnet
• Formel:
  • Ist der Einfallswinkel positiv muss mit +90° gerechnet werden, ist  negativ, muss mit -90° gerechnet werden.

Totalreflexion:

• Bedingung:
  • Übergang von dichterem Medium zu dünnerem Medium
  • Einfallswinkel ist grösser als Ausfallswinkel
  • Einfallswinkel und Ablenkungswinkel und 180° weisen immer dasselbe Vorzeichen auf.
  • Wenn Berechnung Totalreflexion
• Konstruktion:
  • Wenn kein Schnittpunkt ist à Totalreflexion
• Formel:
  • Ist der Einfallswinkel  positiv, muss mit +180° gerechnet werden, ist  negativ, muss mit -180° gerechnet werden.

Anwendung Grenzwinkel:

• Glasfaserkabel

Anwendung Grenzwinkel:

Prisma:

• Regenbogen, Sonnenlicht à wird in Regentropfen totalreflektiert à wegen Dispersion in Spektralfarben zerlegt.
• Feldstecher, Fernrohre, Porro-Prismen, & Abbe- König.

Funktion vom Lot:

• Konstruktionsstrahlen

Bei gewölbten Flächen:

• Verbindung zwischen Krümmungsmittelpunkt C und Schnittpunkt vom Lichtstrahl mit Medium

Bei Planen Flächen:

• 90° zu optischer Achse

Ablenkungswinkel:

• Wird von weitergezogenem Einfallswinkel zu reellem Ausfallswinkel gemessen.
• Gibt an, wie der Strahl abgelenkt wurde.

Prismen Winkel:

• Umso grösser der Prismen Winkel ist, desto grösser ist die Ablenkung.
• Wird über Basis gemessen.

Zweikreisverfahren

• Zwei Kreise zeichnen, die den Medien entsprechen (Radius x2 von Index) à n=1.5 à Radus 3cm.
• Lot einzeichnen à strichpunktierte Linie senkrecht zu Grenzfläche.
• Einfallstrahl zeichnen
• Lot parallel so verschieben, dass dieser mit Kreis schneidet wo Lichtstrahl herkommt.
• Schnittpunkte verbinden und Strahl weiterzeichnen.
• Einfallstrahl bezieht sich auf Schnittpunkt, Kreisbogen vor Medium
• Ausfallstrahl bezieht sich auf Konstruktion, Schnittpunkt nach Medium.
• Konstruktion von Grenzwinkel entsteht Schnittpunkt wo entsprechender Kreis auf optische Achse trifft.
• Konstruktion beschriften
• Bei Totalreflexion gibt es kein Schnittpunkt.

Für was ist die Hauptbrechzahl?

• Um Brechzahlen von verschiedenen Medien zu vergleichen braucht man Hauptbrechzahl.

Welche Wellenlänge hat die Hauptbrechzahl?

• Hauptbrechzahl = 546nm (Fraunhofersche Linie --> für uns unsichtbar, durchschnitt) --> Index