Reflexion über Einstrahlwinkel

heckengerd · Anmeldungsdatum: 26.11.2019 Beiträge: 1

Hallo Zusammen,

wenn ich die reflektierte Leistung an einer Oberfläche betrachte und dabei den Einstrahlwinkel von bswp 0 bis 90 Grad ändere, dann steigt ab einem bestimmten Einstrahlwinkel der Betrag der reflektierten Leistung bis zum Winkel der Totalreflektion ja auf einmal viel stärker an.

Bis zu diesem Winkel, der sagen wir für ein bestimmtes Material und eine bestimmte Oberfläche 40 grad beträgt, ist der Verlauf der Steigung qualitativ mit einer Geraden anzunähern. Ab diesen 40 Grad steigt das ganze dann auf einmal exponentiell.

Ich schätze, dass der Brechungsindex eine Rolle spielt, wenn ich mir die Fresnelschen Formeln ansehe. Richtig blicken tu ich das aber nicht.
Gibt es einen Effekt der diesen Zusammenhang beschreibt?

Liebe Grüße

Gast002 · Gast

Hallo heckengerd,

einen besonderen Effekt gibt es dafür nicht. Das von Dir beschriebene Verhalten steckt in der Fresnelschen Formel drin, und zwar im Fall, daß der Brechungsindex des Mediums, an dem reflektiert wird, kleiner ist als der des Mediums, in dem sich das Licht ausbreitet und die Polarisation senkrecht zur Einfallsebene ist (s-Polarisation).
Mit einem Funktionsplotter kannst Du Dir die reflektierte Intensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel darstellen. Dazu mußt Du die Form der Fresnelschen Formel verwenden, bei der der Brechungswinkel mit Hilfe des Snelliusschen Gesetzes als Funktion des Einfallswinkels ausgedrückt wird.

Eine anschauliche Vorstellung, warum die Intensität des reflektierten Strahls so rapide zunimmt, wenn der Einfallswinkel sich dem Winkel der Totalreflexion nähert, bekommst Du, wenn Du überlegst, was Totalreflexion bedeutet. Für kleine Einfallswinkel teilt sich die Intensität des einfallenden Strahls auf zwischen reflektiertem und gebrochenen Strahl, je nach den Werten der beiden Brechungsindizes. Ein wenig hängt die Aufteilung auch vom Einfallswinkel ab. Sobald aber der Winkel der Totalreflexion erreicht ist, gibt es keinen gebrochenen Strahl mehr. Die gesamte Intensität geht in den reflektierten Strahl. In der Nähe des Winkels der Totalreflexion findet ein schneller Übergang zwischen beiden Situationen statt.

Beste Grüße