Frage von Pinkiwinki2401, 18

Eine frage zur physik,bitte helft!?

Stimmt es dass totalreflexionen nur auftreten können, wenn ein Lichtstrahl vom Lot weggebrochen wird? Vllt eine Erklärung dazu falls es nicht stimmt?

Schreibe morgen einen physiktest worauf ich diese Frage beantwortet brauche, da wir solche Sachen nicht im unterricht besprochen haben. Danke!

Antwort
von gilgamesch4711, 7

  Die Erklärung; Gott der Allmächtige gab dem Photon ein Großhirn so wie ein ZNS .  Ein Photon kann also bewusste, Plan volle Entscheidungen herbei führen.

  Das Photon will von dem ( festen ) Startpunkt A in Luft zu dem Zielpunkt B unter Wasser. Es denkt erst nach, bevor es losläuft:

   " Ich will die Strecke AB in Rekordzeit schaffen. "

   Da würde man doch sagen; das Photon nimmt den geraden, den kürzesten Weg. Nicht ganz; in Wasser ist die Lichtgeschwindigkeit geringer als in Luft; durch den Knick spart es nämlich. Der Umweg in Luft zahlt sich so lange aus, wie das Photon trotzdem noch Laufzeit rein holt. Hattet ihr schon Extremwertaufgaben? Verblüffend; die Formel bzw. Lösung lautet

                        sin ( ß1 )

   c1 / c2  =   ----------------------      (  1  )

                        sin ( ß2 )

     Schau mal unter ===> Variationsrechnung.

   Du kannst ( 1 ) aber auch viel prosaischer begründen; zwischen ===> Kreisfrequenz w und ===> Wellenvektor k im Wellenbild besteht die Beziehung

     c  =  w / k     (  2a  )

    oder umgestellt nach k

    k  =  w / c     (  2b  )

   Aus der ===> Maxwellschen Lichtteorie folgt als Brechungsgesetz die Nebenbedingung, dass die Tangentialkomponente von k ( also parallel zur Grenzfläche der beiden Medien ) stetig sein muss:

      k1  sin  (  ß1  )  =  k2  sin  (  ß2  )       (  3a  9

    oder wegen ( 2b )

     w  sin  (  ß1  )  /  c1  =  w  sin  (  ß2  )  /  c2   (  3b  )  

   in Übereinstimmung mit ( 1 )

   Das Verhältnis c1 / c2 der beiden Lichtgeschwindigkeiten ist definiert als Brechzahl. Ist nun c2 > c1 , so tritt doch irgendwann der Grenzwert ein

        sin  (  ß2  )  =  1     (  4  )

   und größer als Eins kann der Sinus nicht werden.

   Schau mal in den ===> Becker-Sauter

   " Theorie der Elektrizität "

   Die Maxwellteorie erklärt ja ganz wesentlich die Amplitude für Reflexion und Brechung; und zwar für beide ===> Polarisationen. D.h. also das Intensitätsverhältnis der beiden Strahlen, was hier noch keine Berücksichtigung findet. Und im Falle der Totalreflexion wird eben die Amplitude des durchtretenden, gebrochenen Strahles Null.

Antwort
von Wechselfreund, 2

Schau dir das mal an. Wähle oben Wasser, unten Luft.

http://www.walter-fendt.de/html5/phde/refraction\_de.htm


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