Lichtbrechung - Übungen und Aufgaben

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Klären wir zuerst, wann eine Brechung von Licht an Stoffen entsteht.

a) Wird Licht geneigt auf eine Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Stoffen (unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes) "gestrahlt", dann wird es in der Regel aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abgelenkt (= Brechung).

b) Durchschreitet Licht einen lichtdurchlässigen Stoff wird dies als Brechung bezeichnet

2) Eine wichtige Eigenschaft steht bereits in Aufgabe 1, dies soll hier nochmals formuliert werden.

a) Fällt Licht senkrecht auf eine Grenzfläche, dann erfolgt keine Brechung.

b) Brechung liegt nur bei dem Durchtritt von lichtdurchlässigen Stoffen vor.

3) Fällt Licht auf eine Grenzfläche zwischen zwei optisch verschiedenen Medien, so gilt das Brechungsgesetz.

Brechungsgesetz

a) Das Brechungsgesetz lautet: Winkel des einfallenden Lichtstrahls = Winkel des refelktierenden Lichtstrahls

b) Es gilt: sin(alpha) : sin(beta) = n , wobei n = Brechzahl (= Quotient der beiden Lichtgeschwindigkeiten in den Stoffen)

4) Was bedeutet es, wenn z.B. ein Lichtstrahl (im Vakuum) auf ein Stoff tritt, wobei die Brechzahl n größer als 1 ist.

a) Der Einfallswinkel (alpha) ist genauso groß wie der Brechungswinkel (beta)

b) Beim Übergang vom Vakuum in diesen Stoff ist der Einfallswinkel (alpha) stets größer als der Brechungswinkel (beta)

5) Es gibt zwei Brechzahlen n von Stoffen, die man kennen sollte (Luft und Vakuum)

a) n (Luft) = 1,0003 und n (Vakuum) = 1,0000

b) n (Luft) = 1,0000 und n (Vakuum) = 1,0003

6) Anwendungsbeispiel: Ein Lichtstrahl wird am Übergang Luft - Wasser gebrochen (die Lichtgeschwindigkeit ist in Luft größer als in Wasser). Wie wird der Lichtstrahl abgelenkt

a) Der Brechungswinkel ist größer als der Einfallswinkel, der Lichtstrahl wird vom Lot weg gebrochen

b) Der Brechungswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel, der Lichtstrahl wird zum Lot hin gebrochen

7) Ist es möglich, dass eine Brechung auch in ein und demselben Stoff stattfindet

a) Ja, es ist möglich. Da sich die Dichte von Luft (in der Atmosphäre) ändert (Lichtgeschwindigkeit in einem Stoff ist abhängig von der Dichte), ändert sich auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht. Licht wird daher in der Atmosphäre kontinuierlich gebrochen.

b) Nein, natürlich nicht, man benötigt eine Grenzfläche mit optisch verschiedenen Eigenschaften

Physik Test – Brechung von Licht (Optik)

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