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Lichtbrechung

Optik

Basiswissen


Wechselt Licht von einem Medium, etwa Luft, in ein anderes Medium wie Wasser, kann es dabei die Richtung seiner Fortbewegung ändern. Diesen Effekt nennt man in der Physik Brechung. Das Fremdwort ist Refraktion.

Lichtbrechung an einem Prisma


Als Brechung bezeichnet man die Änderung der Richtung eines Lichtstrahls oder eines Lichtteilchens (Photon) beim Durchgang durch die Grenzfläche zwischen zwei optisch unterschiedlichen Medien (etwa Luft und Glas). Wie stark dieser Effekt ist hängt von den Materialien der Medien sowie der Wellenlänge des Lichts ab. Licht mit kleinen Wellenlängen (blau) wird stärker gebrochen als Licht mit großen Wellenlängen (rot). Siehe mehr unter optisches Prisma ↗

Lichtbrechung in Gewässern


Blickt man von schräg oben in klares, flaches Wasser und liegen auf dem Boden zum Beispiel kleine Steine, dann sieht man die Steine nicht genau dort, wo wie wirklich liegen, sondern etwas daneben. Vögel, die Fische mit einem sogenannten Stoßflug fangen, müssen die Brechung von Licht berücksichtigen, sonst verfehlen sie ihr Ziel.

Lichtbrechung nach Goethe


Man nehme ein flache Schüssel und stelle sie leer so auf einen Tisch, dass eine Lampe zwar die senkrechen Innenwände erhellen kann, nicht aber den Boden. Wenn man dann Wasser in das Gefäß kippt, wird plötzlich auch der Boden hell. Siehe dazu Goethes Wasserhebungsversuch ↗

Welche Formel beschreibt die Brechung von Licht?


n₁ · sinus(d₁) = n₂ · sinus(d₂) ist eine Version des sogenannten snelliusschen Gesetzes. Kennt man den Einfallswinkel eines Lichtstrahls und die sogenannte Brechungszahlen (das kleine n)[3] der beteiligten Medien, kann man damit den noch fehlenden Ausfallswinkel ausrechnen. Lies mehr dazu unter Snelliussches Gesetz ↗