II Reflexion und Brechung Gerichtete und diffuse Reflexion

II. Reflexion und Brechung

Gerichtete und diffuse Reflexion gerichtete Reflexion diffuse Reflexion (Streuung) • regelmäßig: Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel • nahezu vollständig • nur beobachtbar, wenn man den Strahlengang kreuzt • ungerichtet: beliebige Abstrahlrichtung • Streustärke von Oberflächenmaterial abhängig • aus jeder Richtung beobachtbar II. Reflexion und Brechung

Das Reflexionsgesetz • einfallender Strahl, reflektierter Strahl und Einfallslot liegen in einer Ebene • Einfalls- und Reflexionswinkel sind gleich: e = e‘ Einfallslot Innerhalb eines Mediums nimmt das Licht immer den kürzesten Weg. (de Fermat 1601 – 1665) e e‘ ebener Spiegel II. Reflexion und Brechung

Bildentstehung am ebenen Spiegel • Spiegelbilder entstehen durch die lineare Projektion der ins Auge fallenden Lichtstrahlen im Kopf des Beobachters • Gegenstand scheint hinter dem Spiegel zu sein: virtuelles Bild ebener Spiegel º sphärischer Hohlspiegel mit r = ¥ und f = r / 2 = ¥ (also immer g < f, virtuelles Bild) II. Reflexion und Brechung

Was bedeutet spiegelverkehrt? Spiegelbilder haben die gleiche Orientierung wie das Original, nur vorne und hinten werden vertauscht. Warum sehen wir dann spiegelverkehrt? Wir denken uns in die im Spiegel befindliche, virtuelle „Person“ hinein, aus deren Sicht alles seitenverkehrt wäre. II. Reflexion und Brechung

Anwendung: toter Winkel: Bereich zwischen Sichtfeld des Fahrers und dem vom Spiegel wiedergegebenen Blickfeld „Gesichtsfeld“ + durch Schulterblick einsehbarer Bereich II. Reflexion und Brechung „Blick nach vorne“

Lichtbrechung • zwei unterschiedlichtdurchlässige Stoffe (Medien verschiedener optischer Dichte) • schräg einfallender Lichtstrahl • Lichtstrahl wird an der Grenzfläche der beiden Medien gebrochen • (bei jeder Brechung tritt auch Reflexion auf) II. Reflexion und Brechung

Besonderheiten der Brechung Einfalls- und Brechungswinkel sind nicht direkt proportional zueinander Brechungswinkel b in ° 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Einfallswinkel e in ° II. Reflexion und Brechung

Besonderheiten der Brechung Grenzwinkel: Brechungswinkel b in ° 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Einfallswinkel e in ° II. Reflexion und Brechung

Besonderheiten der Brechung Totalreflexion: • Lichtstrahl trifft aus einem optisch dichteren Medium auf die Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium • Einfallswinkel ist größer als der Grenzwinkel II. Reflexion und Brechung

Anwendung: Fata Morgana „Der fliegende Holländer“ (obere Fata Morgana): Einfallslot warme Luft – optisch dünner kalte Luft – optisch dichter II. Reflexion und Brechung

Anwendung: Fata Morgana (untere Fata Morgana): kalte Luft – optisch dichter warme Luft – optisch dünner II. Reflexion und Brechung

Anwendung: Umlenkprisma II. Reflexion und Brechung

Dispersion • Zerlegung des weißen Lichts in seine Spektralfarben • Spektralfarben sind nicht weiter zerlegbar II. Reflexion und Brechung

Spektralfarben - Farbmischung • das menschliche Auge kann die sich überlagernden Farbreize nicht voneinander trennen • das Zusammenführen der Spektralfarben ergibt wieder weißes Licht Hohlspiegel II. Reflexion und Brechung