Totalreflexion
Optik, Totalreflexion, Brechung, Gernzschicht zweier Medien, optisch dicht, optisch dünn, Brechung, Änderung des Lichtwegs
An der Grenzschicht zweier optischer Medien ändert das Licht seine Ausbreitungsrichtung. (Bedingung α ≠ 0°)
Wir haben gesehen, dass das Licht beim Übergang von Luft zu Glas zum Lot hin gebrochen wird. Bei einem Einfallswinkel von 89° betrug der Brechungswinkel ca. 50°. Der Lichtweg ist aber umkehrbar. Wir betrachten jetzt den Übergang von Glas zu Luft. Wie verhält sich das Licht beim Übergang von Glas zu Luft? Was passiert, wenn der Einfallswinkel hier größer als 50° ist?
Beim Übergang von einem optisch dichten zu einem optisch dünnen Medium, wird der Strahl vom Einfallslot weg gebrochen.
α < ß
GeoGebra Animation der Brechung bei variablen Einfallswinkeln und Medien
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Das Licht fällt von links auf das Prisma und wird beim Übergang von Luft zu Glas gebrochen. An der oberen Kante des Prismas trifft das Licht unter einem Winkel von ca. 75° auf. Das Licht kann an diese Stelle das Prisma nicht verlassen. TOTALREFLEXION
An der rechten Seite trifft der Lichstrahl sehr steil auf die Grenzschicht zwischen Glas und Luft. Das Licht wird gebrochen und kann das Prisma verlassen.
linke Prismenseite:
Es treffen 3 Lichtstrahlen senkrecht auf das Prisma. Daher werden sie Strahlen beim Übergang von Luft zu Glas nicht gebrochen.
rechte Prismenseite:
Trifft unter einem Winkel α > αgrenz dann kommt es zur Totalreflexion.
Da das Prisma symmetrisch ist und auch die Strahlen parallel zur Symmetrieachse einfallen, wird der obere Strahl in Richtung des von unten einfallenden Strahls reflektiert.
Das Foto wurde unter Wasser aufgenommen. Dabei gelangt nur das Licht kleinerer Einfallswinkel in das Wasser. Oberhalb des Grenzwinkels kann der Himmel nicht mehr beobachtet werden. Durch eine Totalreflexion an der Wasseroberfläche können nur noch die Rand- und Bodenfliesen des Pools gesehen werden.
