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Frage zu Reflexion/Brechung an Dielektrikum
 
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FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
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Beitrag FloTor Verfasst am: 25. Jul 2010 20:11    Titel: Frage zu Reflexion/Brechung an Dielektrikum Antworten mit Zitat

Habe mir soeben die Herleitung von Snells Law und Fresnell Formeln angesehen. Um die Randbedingungen an einer Grenzfläche immer erfüllen zu können, wird in den Büchern immer gefordert, dass die Phase der drei Wellen (einfallend, reflektiet, gebrochen) auf der Grenzfläche zu allen Zeiten gleich sein muss.
In den Fresnellformeln kommt dann aber heraus, dass eine Welle mit senkrecht zur Einfallsebene polarisiertem E-Vektor in Reflektion bei bestimmten Winkeln einen Phasensprung von PI erleidet. Ich kann diesen Widerspruch nicht lösen. Hat jemand eine Idee?
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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Beitrag schnudl Verfasst am: 26. Jul 2010 19:20    Titel: Re: Frage zu Reflexion/Brechung an Dielektrikum Antworten mit Zitat

FloTor hat Folgendes geschrieben:
...dass die Phase der drei Wellen (einfallend, reflektiet, gebrochen) auf der Grenzfläche zu allen Zeiten gleich sein muss.


Wie willst du sonst die Grenzbedingungen an der Grenzfläche S einhalten?

Wenn du an einem Punkt x1 von S die Bedingung



hast, so hast du an einem anderen Punkt, x2, die Bedingung



und an einem dritten, x3,



usw. Da du aber nicht unendlich viele Bedingungen für alle beliebig gewählten Punkte auf S einhalten kannst, bleibt nur der Fall übrig, wo



für alle Punkte x auf S. Das ist eine rein geometrische Randbedingung, keine wirklich physikalische: Sie legt den Brechungswinkel fest, wie in der folgenden Abbildung:

http://mv-sirius.fh-offenburg.de/Physik/images/Brechung.gif

Der Phasensprung stellt hingegen nur eine feste Phasenbeziehung zwischen den Amplituden E1, E2 und E3 her, die aber nicht vom Ort abhängt !

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FloTor



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Beitrag FloTor Verfasst am: 26. Jul 2010 23:19    Titel: Antworten mit Zitat

Versteh ich glaub ich nicht ganz. Wie sollen die Vorfaktoren, welche ja weder von Ort noch von Zeit abhängen, eine Phasenbeziehung zueinander haben?
Da macht doch der Begriff der Phase überhaupt keinen Sinn.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 27. Jul 2010 07:01    Titel: Antworten mit Zitat

Diese sind ja komplexe Größen und haben neben ihrem Betrag auch eine Phase...

Man kann natürlich die Phase auch in einen extra Phasenfaktor hineinpacken. Meist wird es aber komplex angegangen.

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Beitrag FloTor Verfasst am: 27. Jul 2010 10:18    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, aber ich kann die Phase ja auch als +PI in den Exponenten ziehen und dann haben die Felder ja entgegen der ersten Aussage NICHT die gleiche Phase oder?

Edit: Ok, die Aussage mit der gleichen Phase ist schlicht falsch. Richtig ist, dass die räumliche- wie zeitliche Variation der Felder immer gleich sein muss. Das lässt natürlich eine feste Phasenbeziehung zu.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 27. Jul 2010 13:14    Titel: Antworten mit Zitat

wie gesagt:

gleiche Phase bedeutet im Detail, dass alle drei Teilwellen gleiches



haben, für alle x auf S. Besser würde man sagen: Der ortsabhängige Phasenfaktor hat für alle drei Teilwellen die gleiche Form.

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Beitrag FloTor Verfasst am: 27. Jul 2010 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

Hm gleiche Phase heißt für mich, dass

überall gleich ist.

Und wenn nun die Amplituden in irgendeiner Form eine Phaseninformation tragen, so kann man diese natürlich auch der Gesamtphase zuordnen.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 27. Jul 2010 13:58    Titel: Antworten mit Zitat

genau - der Faktor wt wird aber normalerweise in der Elektrotechnik nicht berücksichtigt, da er in allem gleichermaßen drin steckt.
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Beitrag FloTor Verfasst am: 27. Jul 2010 14:54    Titel: Antworten mit Zitat

Nunja, man muss halt erst zeigen, dass die Kreisfrequenz sich auch tatsächlich an der Oberfläche nicht ändert. Dann kann man es weglassen. Aber das phi ist ja dann immer noch da.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 27. Jul 2010 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

wieso sollte sich das w ändern? Es sind ja lineare DGs, die dahinterstecken. Aber du hast grundsätzlich natürlich recht.

Eine konstante Phase verändert nur den Zeitnullpunkt, hat aber physikalisch keine Bedeutung.

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