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 & Richtung wie das Original; vorne und hinten werden vertauscht. Was bedeutet dann spiegelverkehrt (seitenverkehrt) ? 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

Körperfarben entstehen durch Absorption der übrigen Spektralfarben aus dem weißen Licht. II. Reflexion und Brechung

Anwendung: Regenbogen Hauptregenbogen 1 x Reflexion 42° Sehwinkel II. Reflexion und Brechung

Anwendung: Regenbogen Nebenregenbogen 2 x Reflexion 50° Sehwinkel lichtschwächer, umgekehrte Farbfolge www. leifiphysik. de II. Reflexion und Brechung

II. Reflexion und Brechung

II. Reflexion und Brechung

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