Wenn Licht auf die Grenzfläche zwischen zwei Stoffen bzw. Materialien trifft, so wird das Licht zum Teil reflektiert, zum Teil verändert es an der Grenzfläche die Richtung. So entsteht eine Brechung des Lichtes, wenn Licht von einem optisch dichterem Stoff in ein optisch dünneren Stoff gelangt (und natürlich umgekehrt). Man kann sich die Regeln der Lichtbrechung relativ einfach merken:
Eine Lichtwelle, die auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichen optischen Dichten (Brechzahlen) trifft, wird gebrochen und reflektiert. Bei diesem Vorgang gilt sowohl das Reflexionsgesetz als auch das sog. Brechungsgesetz (Gesetz von Snellius).
Für den reflektierten Lichtstrahl gilt das Reflexionsgesetz (sin a = sin a `), wonach gilt, dass einfallender Lichtstrahl, reflektierter Lichtstrahl und Einfallslot in der gleichen Ebene liegen und der Einfallswinkel und Reflexionswinkel gleich sind. Für den gebrochenen Lichtstrahl gilt das Brechungsgesetz:
Das Brechnungsgesetz (auch als Gesetz von Snellius bekannt) gibt den Zusammenhang zwischen Ein (a )- und Ausfallswinkel (b ) eines Lichtstrahles und den optischen Dichten der beiden beteiligten Medien wieder.
Ergebnis:
Mit Hilfe des Brechungs- und Reflexionsgesetzes kann man die Richtung der reflektierten bzw. gebrochenen Wellen ermitteln, unter der Voraussetzung, dass man die Richtung der einfallenden Welle und die Brechzahlen na und nb der beiden Medien kennt. Damit ist man aber (noch) nicht in der Lage zu bestimmen, welcher Anteil des Lichts reflektiert und welcher gebrochen wird. Dies lässt sich aber mit Hilfe der Fresnelgleichungen ermitteln.
Die Reflexion von Licht ist ein Phänomen, bei dem das Licht, wenn es auf eine Oberfläche trifft, in einer bestimmten Richtung zurückgeworfen wird. Der Einfallswinkel ist dabei gleich dem Ausfallswinkel.
Licht wird beim Übergang von einem dichten in ein weniger dichtes Medium vom Normale weg gebrochen. Dies ist das Grundgesetz der Lichtbrechung oder das Snellius-Gesetz.
Die totale Reflexion ist ein Phänomen, das auftritt, wenn das Licht von einem dichteren Medium in ein weniger dichtes Medium übergeht und der Einfallswinkel größer als der so genannte kritische Winkel ist. In diesem Fall wird das gesamte Licht reflektiert und nicht gebrochen.
Bei einer regelmäßigen Reflexion wird das Licht in eine bestimmte Richtung reflektiert, wobei der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist. Bei einer diffusen Reflexion hingegen wird das Licht in viele verschiedene Richtungen verteilt.
Die Brechzahl ist ein Maß für die Änderung der Lichtgeschwindigkeit beim Übergang von einem Medium in ein anderes. Sie ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im betrachteten Medium.
Ein Strohhalm erscheint uns gebrochen, weil das Licht beim Übergang vom Wasser in die Luft gebrochen wird. Dies wird als Lichtbrechung bezeichnet.
Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der Normalen. Der Ausfallswinkel ist der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und der Normalen.
Die Normalenlinie ist eine gedachte Linie, die senkrecht auf einer Oberfläche steht, an der das Licht reflektiert oder gebrochen wird.
Die Geschwindigkeit des Lichts ändert sich, wenn es von einem Medium in ein anderes übergeht. Sie nimmt ab, wenn das Licht in ein dichteres Medium übergeht und nimmt zu, wenn es in ein weniger dichtes Medium übergeht.
Die Reflexion tritt auf, wenn das Licht auf eine Oberfläche trifft und zurückgeworfen wird, ohne das Medium zu wechseln. Die Brechung hingegen tritt auf, wenn das Licht von einem Medium in ein anderes übergeht und dabei seine Richtung ändert.