Totalreflexion

aaabbb · Anmeldungsdatum: 26.09.2013 Beiträge: 509

Hi,
in meinem Buch steht folgender Satz:
"fällt Licht aus einem optisch dichteren Medium auf die Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium unter einem Winkel, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, so wird das Licht vollständig reflektiert."

Ich hätte jetzt gedacht, dass das gerade anders herum ist.
Also das Licht muss von einem optisch dünneren Medium in ein optisch dichteres Medium fallen.

Ich soll jetzt entscheiden welche Sätze stimmen:

A:Totalreflexion kann einsetzen, wenn Licht von Glas nach Luft übergeht.
B:Totalreflexion kann einsetzen, wenn Licht vom optisch dünneren zum optisch dichteren Medium übergeht.
C:licht muss, um an einer transparenten Grenzfläche total reflektiert zu werden, unter möglichst großen Winkeln zum Lot einfallen.
D:Bevor der Grenzwinkel für Totalreflexion erreicht ist, wird Licht nur gebrochen, nicht gespiegelt.

Ich würde sagen:
A:Falsch
B: richtig
C: richtig
D: falsch

Was würdet ihr sagen?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Ich würde mich erstmal an den Lehrsatz halten und die Fragen entsprechend beantworten. Die Antworten sind meines Erachtens falsch.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

aaabbb · Anmeldungsdatum: 26.09.2013 Beiträge: 509

Ok, wie gesagt das hat mich halt etwas verwirrt.
Wenn ich einen Lichtstrahl aus der Luft betrachte, der z.B. auf Wasser fällt.
Dann müsste doch bei sehr kleinem Winkel zwischen Wasser und Lichtstrahl der Strahl komplett reflektiert werden. Oder habe ich da einen Denkfehler?
Vermutlich ja, wenn ihrs anders seht Augenzwinkern

.
Geht das dann nur in entgegengesetzter Richtung?

Wenn ich mich an die Vorgabe des Buches halte wäre
A richtig
B falsch
C richtig
D falsch

Wäre das so jetzt richtig?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Das sieht gut aus. Nochmal im einzelnen:

A: Totalreflexion kann einsetzen, wenn Licht von Glas nach Luft übergeht.

Wahr. Der Brechungsindex von Glas liegt, je nach Sorte, etwa bei 1,5. Für den Grenzwinkel für Totalreflexion an einer Grenzfläche zu Luft ergibt sich damit:

B: Totalreflexion kann einsetzen, wenn Licht vom optisch dünneren zum optisch dichteren Medium übergeht.

Falsch. Beim Übergang vom optisch dünneren ins optisch dichtere Medium ist der Einfallswinkel größer als der Ausfallswinkel. Der Grenzwinkel der Totalreflexion ergibt sich gerade für einen (theoretischen) Ausfallswinkel von 90°. Das würde aber einen Einfallswinkel >90° voraussetzen, was unmöglich ist.

C: licht muss, um an einer transparenten Grenzfläche total reflektiert zu werden, unter möglichst großen Winkeln zum Lot einfallen.

(Wahr). Der Einfallswinkel muss größer als der Grenzwinkel sein. Ist dieser aber einmal überschritten, spielt der Winkel für die Reflexion keine Rolle mehr.

D: Bevor der Grenzwinkel für Totalreflexion erreicht ist, wird Licht nur gebrochen, nicht gespiegelt.

Falsch. Das Verhältnis von Reflexion und Transmission ergibt sich aus den Fresnelschen Formeln. Dass beides gleichzeitig auftritt sieht man auch sehr schön an dem Demonstrationsversuch aus dem obigen Beitrag.

aaabbb · Anmeldungsdatum: 26.09.2013 Beiträge: 509

Ok, vielen Dank für die ausführliche Erklärung Thumbs up!