Technische Optik in der Praxis

14 1 Geometrische Optik
n
n
1
2
S
S
Abb. 1.13. Zweikreisverfahren
1
2
ε
1
Lot
r
r
1
2
M
ε 2
eingezeichnet, deren Radien gerade im Verhältnis der Brechzahlen stehen.
Anschließend wird eine Parallele zum Lot mit dem Schnittpunkt des ersten
Kreisausschnitts und dem einfallenden Lichtstrahl eingezeichnet und bis zum
Kreisausschnitt verlängert. Die Verlängerung des Schnittpunkts S2 (Schnitt
zwischen Parallele und Kreis r2) durch den Kreismittelpunkt M zeigt den
Verlauf des gebrochenen Strahls im Medium n2.
1.3.2 Totalreflexion
Abbildung 1.14 zeigt, wie ein Lichtstrahl aus einem optisch dichteren Medium
(n2) auf die Grenzfläche eines optisch dünneren Mediums (n1) trifft und
gebrochen wird.
Unter einem bestimmten Einfallswinkel εG erreicht der Brechungswinkel
ε2 seinen größtmöglichen Wert (ε2 =90 ◦ ), diesem Winkel entspricht kein
reeller Brechungswinkel mehr, da ein Übergang des Lichts in das dünnere
Medium nicht mehr erfolgt; es tritt streifend aus dem optisch dichteren Medium
aus (ε2 >ε1). Auch mit weiter zunehmendem Einfallswinkel ε1 kann
das Licht in das optisch dünnere Medium nicht mehr eindringen, es wird mit
seiner vollen Intensität an der Grenzfläche reflektiert.
Der Winkel εG, für den der Brechungswinkel ε2 gerade 90 ◦ beträgt, wird
als Grenzwinkel der Totalreflexion bezeichnet. Er stellt die Grenze zwischen
der Lichtbrechung und der Totalreflexion dar.
Für den Grenzwinkel εG gilt nach dem Brechungsgesetz Gleichung (1.13)
mit ε2 =90 ◦
sin εG = sin 90◦ · n1
n2
= n1
. (1.17)
n2