Lichtbrechung

andidotcom · Anmeldungsdatum: 11.03.2020 Beiträge: 3 Wohnort: 64668 Rimbach

Meine Frage:
Hallo ihr lieben,
ich bin neu hier und ohne große Vorkenntnisse in der Physik.

Bei der Unterstützung meines Sohnes im Physikunterricht, Bereich "Optik und Lichtbrechung" bin ich auf folgendes Problem gestoßen: Ich verstehe zwar die makroskopischen Aspekte der Lichtbrechung im Allgemeinen, aber die mikroskopischen nicht mal ansatzweise.

hmmm... kann ich hier im Forum Bilddateien hochladen? Das wäre hilfreich.

Ich versuch das mal ohne:
Beim Übergang eines mechanischen Körpers von einem dünnen zu einem dichten Medium trifft der (in diesem Beispiel) linke Teil des Körpers zuerst auf das dichte Medium und wird somit langsamer. Der rechte Teil bleibt schneller, wodurch sich der neue Richtungsvektor im dichten Medium erklären lässt.

Wie soll das nun auf das Licht übertragbar sein?

Photonen haben ja keine Masse.

Hätten sie eine, würde eine Anziehung untereinander stattfinden, die die einzelnen Photonen verbindet und die Übertragbarkeit der beiden Modelle wäre für mich nachvollziehbar.

Meine Ideen:
Da keine Masse vorliegt stellt sich für mich zunächst die Frage, wie sich ein einzelnes Photon beim Übergang zweier unterschiedlich optisch dichter Medien verhält.

Ändert es auch seinen Richtungsvektor?

Falls ja, bin ich komplett ratlos:(

Falls nein, sollte dann das Photon nicht auch eine Masse besitzen, damit das "Nachbarphoton" von ihm angezogen werden kann? Auch dann wäre ich aufgrund der Massenlosigkeit von Photonen komplett ratlos Augenzwinkern

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2019

Hallo,

die Lichtbrechung lässt sich am besten im Wellenbild des Lichts erklären. Bei der Beschreibung der Ausbreitung der Welle hilft hierbei das sogenannte "Huygenssche Prinzip". Dabei betrachtet man jeden Punkt der Wellenfront als Ausgangspunkt von kreisförmigen Elementarwellen. Die neue Wellenfront ist dann die Einhüllende aller Elementarwellen. Zusammen mit der Tatsache, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Elementarwellen abhängig vom Brechungsindex des Mediums ist, ergibt sich dann das Brechungsgesetz.

Schau mal hier:

https://www.youtube.com/watch?v=sZbHoxsXLxU

Viele Grüße,
Nils

andidotcom · Anmeldungsdatum: 11.03.2020 Beiträge: 3 Wohnort: 64668 Rimbach

Hi Nils,

super - dank dir. Hab's verstanden.

LG

Andi