Versuch 1 Praktikum Optik und Atomphysik Thema „Licht und ...

Auswertungen und Ergebnisse:
Qualitative Versuchsergebnisse:
- An der Grenzfläche Luft-Plexiglas wird der einfallende Strahl sowohl reflektiert als
auch gebrochen
- Bei einem Übergang Luft-Plexiglas erfolgt die Brechung zum Einfallslot hin
- Einfallender Strahl, reflektierter Strahl, gebrochener Strahl liegen in einer Ebene
- Aufgrund der Ausrichtung auf den Mittelpunkt der optischen Scheibe, wird der
Lichtstrahl nur einmal gebrochen, weil er senkrecht auf den Übergang Plexiglas-Luft
trifft
Quantitative Versuchsergebnisse:
- Die Lichtgeschwindigkeit in Plexiglas ist langsamer als in Luft
- Die Brechungszahl n L;Pl lässt sich mit dem Quotienten sin α Luft / sin α Plexiglas für
mehrere Einzelwerte ermitteln und mit dem Theoriewert (siehe Tabelle 1) vergleichen
- Die Steigung aus Diagramm 2 entspricht nahezu dem Brechungsindex n L;Pl
Weitere Fragen zum Nachdenken:
a) Was lässt sich über den Brechungswinkel α2 im Vergleich zum Einfallswinkel α1 sagen,
wenn
1. Medium 1 optisch dünner als Medium 2 ist?
2. Medium 1 optisch dichter als Medium 2 ist?
(vergleiche Abbildung 1)
b) Kann es eine Brechung geben, wenn Licht senkrecht auf eine Grenzfläche trifft?
Versuch zur Totalreflexion:
Material:
- Laserpointer
- Winkelscheibe
- Plexiglasscheibe, Halbkreis (optische Scheibe)
- Stativstangen, Halterungen…
Aufbau: Der Versuch ist analog zum vorherigen aufgebaut, außer dass die optische Scheibe
mit der konvexen Seite zum Laser hin auf den Nullpunkt der Winkelscheibe aufgespannt
wird. Der Laser bleibt auf den Nullpunkt ausgerichtet.
Durchführung: Die Winkelscheibe wird wiederum senkrecht auf 0° zum Laser ausgerichtet,
so dass ein durchgängiger Laserstrahl entsteht. Im weiteren Ablauf wird die Winkelscheibe
um die in der Tabelle zum Versuch angegebenen Einfallswinkel in eine Richtung gedreht und
die durch den Laserstrahl entstandenen Brechungswinkel bzw. der Grenzwinkel der
Totalreflexion durch Annäherung ermittelt und in die Tabelle eingetragen.
Messungen: Die ersten vier Messungen werden analog zum vorherigen durchgeführt. Danach
(ab 40°) findet ein langsames Drehen der Winkelscheibe (ggf. mehrmals probieren) statt, um
den Übergang von der Brechung zur Totalreflexion, also den Grenzwinkel der Totalreflexion