leuchtende Glühlampe im See

kians · Anmeldungsdatum: 21.06.2007 Beiträge: 109

Hi,

habe eine Frage zu einer Aufgabe( bzw. die Lösung )

Aufgabe:

Eine leuchtende Glühlampe wird im See versenkt. ( N h20 = 1,33 )

gesucht :

a) an der Oberfläche sieht man ein scharf umrundete Kreisfläche ! WIESO ??

b) Wassertiefe : 1m , gesucht der Kreisdurchmesser.

kann mir da mal einer Helfen ? wäre echt Super von euch !

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal sagen, was du bisher schon dazu weißt, und was du dir bisher schon dazu überlegt hast?

Weißt du schon, wann es ein Lichtstrahl schafft, aus dem Wasser in die Luft darüber zu gelangen?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Als Tipp: Der Kreis kommt durch die Totalreflexion zustande. Wenn das Licht der Lampe zu schräg auf die Grenzfläche auftritt, dann kann es nicht mehr aus dem Wasser austreten, sondern wird komplett reflektiert.
Wir hatte eine solche Aufgabe auch schon mal. Du kannst ja mal probieren, ob Du über die Suche etwas finden kannst.

Gruß
Marco

kians · Anmeldungsdatum: 21.06.2007 Beiträge: 109

die frage mit der Reflexion hätte ich geantwortet

aber wie kann ich

mit der Brechnungszahl 1,33 und sagen wir die Brechnungszahl Luft wäre 1

und der Angabe, dass die Glühlampe 1 M Tief ist auf den Durchmesser kommen ?

N2 / N1 = C1 / C2 = Eingangswinkel / Brechnungswinkel

n2 / N1 = C1 / C2 ist klar ( n1 = 1 bei C1 Luft = 1 )

aber wie bekomme ich den Durchmesser heraus ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

kians · Anmeldungsdatum: 21.06.2007 Beiträge: 109

Mit λ1 = c1t als der zusätzlichen Wegstrecke im Medium 1, λ2 = c2t als der zusätzlichen Wegstrecke im Medium 2 (c1,2: Ausbreitungsgeschwindigkeiten im jeweiligen Medium; t: zusätzliche Laufzeit) und δ1 bzw. δ2 dem Ein- bzw. Ausfallswinkel gilt:

Die Ein- bzw. Ausfallswinkel werden zum Lot auf die Oberfläche angegeben. Da hier aber nicht die Richtung des Lichtes, sondern die der Wellenfront eingezeichnet ist, die senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung steht, sind die Winkel δ1 bzw. δ2 von der Wellenfront zur Oberfläche eingezeichnet.

Weiterhin gilt:

d.h. der Realteil der i.a. komplexen Brechzahl n gibt das Verhältnis der Phasengeschwindigkeit c0 von Licht im Vakuum zur Phasengeschwindigkeit cn von Licht in Materie an. Daraus ergibt sich dann

ich glaub ich muss das also mit der totalreflektion rechnen :

Physik der Totalreflexion [Bearbeiten]

Ein Lichtstrahl, der aus einem optisch dichteren Medium (Brechzahl n1) kommt und auf die Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium (Brechzahl n2) fällt, wird vollständig reflektiert, wenn der Winkel des einfallenden Lichtes zum Einfallslot (der Einfallswinkel θ) größer ist, als der Grenzwinkel der Totalreflexion θc.

[Bitte gib unbedingt an, wenn du wörtlich aus Wikipedia zitierst, und setze die entsprechenden Links. Es ist natürlich vollkommen okay, wenn du auch in Wikipedia nachschaust, was das Snelliussche Brechungsgesetz ist und was Totalreflexion ist
http://de.wikipedia.org/wiki/Snelliussches_Brechungsgesetz
http://de.wikipedia.org/wiki/Totalreflexion#Physik_der_Totalreflexion
aber du solltest das verwenden, um selbst etwas zu verstehen und nicht, um das hier reinzukopieren oder abzuschreiben. dermarkus]

mit optik komme ich nicht klar ist für mich neuland hilfe bitte

[as_string: Ich habe das Latex mal etwas aufgeräumt]

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Wie ich schon geschrieben hatte, geht es hier um Totalreflexion. Wenn eine Lichtquelle 1m von der Wasseroberfläche entfernt ist, dann kommt das in alle Richtungen ausgestrahlte Licht ja bis zu der Oberfläche, die dann die Oberfläche auch unter allen möglichen Winkel treffen. Zeichne Dir das mal auf. Welche dieser Strahlen können aus dem Wasser austreten und welchen nicht, weil sie durch Totalreflexion wieder ins Wasser zurück reflektiert werden?

Gruß
Marco

kians · Anmeldungsdatum: 21.06.2007 Beiträge: 109

die gerade durch geht alle anderen müssten reflektiert werden

somit wäre der durchmesster R= (1m / 2 ) ² oder wie

kians · Anmeldungsdatum: 21.06.2007 Beiträge: 109

nun ich weiß jetzt das nur der strahl bei 90 grad durch kommt.

und die anderen total reflektiert werden

ich habe auch den brechunswinkel bestimmt : 48,75 grad

und wenn ich nun ein dreieck erstelle

habe ich alle drei winkel und weiß das eine meiner katheten 1 m lang ist

aber wie bekomme ich nun bei zwei unbekannten geraden ( also die hyp. und die ankathete den durchmesser heraus ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich vermute, mit dem, was du da berechnet hast, könntest du das richtige meinen.

Magst du nun am besten eine Skizze zeichnen, um zu zeigen, was du da gerade berechnet hast, und um herausfinden (an der Skizze ablesen) zu können, wie du nun weiterrechnen kannst? Und diese Skizze hier zeigen?