Parabolic Mirror : Parabolspiegel

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1.2 Optik Normales Glas hat etwa eine Brechungszahl von 1,52. Der Brechungsindex n ergibt sich aus dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium. n= cVakuum cMedium Das Licht wird nun an der Grenz� äche von Lu� und Glas zum Lot gebrochen und folgt dem Brechungsgesetz, wobei n1 die Brechungszahl im ersten, n2 die Brechungszahl im zweiten Medium darstellt: sinα·n1=sinβ·n2 aufgelöst auf sinα n2 n1 sinα= ·sinβ aufgelöst auf sinβ n1 n2 sinβ= ·sinα Die Abb. 4 verdeutlicht den Strahlengang des Lichtes an einem Glaskörper mit parallel laufender Ober- und Unterseite. Anfangs wird das Licht in das Glas hineingebrochen und der Winkel verringert sich, weil das Objekt optisch dichter ist. Beim Austreten des Lichts passiert das Gegenteil; das Licht tritt in ein optisch dün- Abb. 4 Brechungsbeispiel an Lu� und Glas neres Medium und der Winkel vergrößert sich und bildet den ursprünglichen Einfallswinkel. In diesem Beispiel wird das Licht durch die planparallele Glasplatte also nur etwas verschoben, bleibt aber in Richtung und behält die Formation. Wenn man nun z.B. Licht durch ein Prisma bricht, spaltet sich das Licht in sein eigenes Spektrum auf, da unterschiedliche Wellenlängen sich unterschiedlich stark brechen. Die Wellenlänge des Lichtes bestimmt also die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Material. Blaues Licht ist kurzwelliger und bricht stärker als z.B. rotes. So entsteht ein Farbspektrum von allen Farben, die das Licht enthält. 13
14 1.2 Optik Totalre� exion Unter Totalre� exion versteht man, wenn Licht von einem optisch dichteren Medium in ein optisch dünneres Medium gebrochen wird, dabei aber der Einfallswinkel dem Grenzwinkel entspricht oder ihn überschreitet. Der Grenzwinkel beschreibt den Winkel ab dem der Strahl aus dem optisch dichteren Medium nicht mehr gebrochen werden kann. Dies geschieht, wenn der Austrittswinkel zum Lot 90° beträgt. Um den Grenzwinkel auszurechnen geht man folgendermaßen vor: sinα ·n1=sinβ·n2 Setzt man 90° als α ein: sin90·n1=sinβ·n2 1·n1=sinβ·n2 n =sinβ sinβ = 1 n2 n grenz 1 n2 Mit dem Grenzwinkel und höheren Einfallswinkeln einfallendes Licht wird an den Ober� ächen nach dem Gesetz der Re� exion re� ektiert. Die Abb. 5 zeigt, wie größer werdende Winkel zum Lot im Glas auf die Grenz� äche zwischen Glas und Lu� fallen. Der blaue und der grüne Strahl können noch ohne Probleme gebrochen werden. Beim roten Strahl, der Abb. 5 Totalre� exion am Beispiel von Glas und Lu� mit dem Grenzwinkel auf die Grenz� äche fällt, kann es keine Brechung geben, da der Ausfallswinkel theoretisch 90° zum Lot beträgt. Die anderen roten Strahlen verdeutlichen, dass auch alle größeren Winkel als der Grenzwinkel innerhalb des Mediums re� ektiert werden.
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