Totalreflexion

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.

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

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 Lict wird gebrochen und kann das Prisma verlassen.

Es treffen 3 Lichtstrahlen senkrecht auf das Prisma. Dqaher werden sie Strahlen beim Übergang von Luft zu Glas nicht gebrochen.

rechte Prismenseite:

Trifft unter einem Winkel a > a grenz 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 inten 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.