Wieso ensteht beim Übergang von Luft zu Wasser keine Totalreflexion? Danke.
Siehe oben!
4 Antworten
Wasser ist nicht "völlig" lichtdurchlässig, deshalb wird ein bestimmter Anteil des Lichtes an der Oberfäche reflektiert. Für das in das Wasser gelangende Licht gilt das Brechungsgesetz (Grafik mit Formel, siehe Bild im Anhang). Wasser hat eine Brechzahl von 1,333, Luft von nahezu 1 (1,0003). Und für diesen Anteil des Lichtes gibt es keinen Einfallswinkel bei dem eine Totalrefexion auftritt: Die Totalreflexion tritt nur beim Übergang von optisch dichteren (höhere Brechzahl) zu optisch dünneren (kleinere Brechzahl), zum Beispiel wenn ein Lichtstrahl von unter Wasser in Richtung Oberfläche gesendet wird (vgl. Animation: http://www.zum.de/dwu/depotan/apop101.htm).
LG.
Das Quatsch. Schon mal einen ruhigen See gesehen, der so "silbern" spiegelt?
Totalreflexion!
Dann ist dein Lehrer entweder blind, oder dumm ...oder beides.^^
Da hat Dein Lehrer leider nicht recht. Auf was für einer Schule bist Du denn?
Frag ihn mal wie er sich ne spiegelnde Teich/Seeoberfläche erklärt.^^
So eine Beobachtung hat mit dem Wasser nur bedingt was zu tun. Es könnte sich über den Temperaturgradienten der Luft über dem Wasser ein Brechungsindexunterschied, also auch Gradient in der Luft aufbauen. Das könnte dann unter flachem Winkel zu einer Reflexion des Lichtes an der dichteren Luftschicht führen. Siehe Fata Morgana, s. http://de.wikipedia.org/wiki/Fata_Morgana
Oh ein Fachmann!
Es geht nicht um Luftspiegelungen, sonder um die Grenzschicht Luft/Wasser ...
Jorgang Setzen! Sechs!
Der Lehrer hat Recht. Das ist keine Totalreflexion, das ist lediglich der Effekt, dass die Reflexion von Oberflächen bei flachen Winkeln zunimmt. Außerdem ist es meist so, dass im See wenig Lichtquellen sind, weshalb man nur das Licht vom Himmel wahrnimmt.
Der Lehrer ist mit Sicherheit nicht dumm, blind vielleicht, das hat damit aber nichts zu tun. Wenn du es nicht glaubst, dann nimm die eine Schüssel mit Wasser und eine Taschenlampe. Dunkel den Raum ab und leuchte aus irgendeinem beliebigem Winkel auf die Wasseroberfläche. Sollte die deiner Meinung nach auftretende Totalreflexion vorliegen, dürfte kein Licht in die Schüssel kommen, da alles an der Wasseroberflähe reflektiert werden müsste... Nach dem Experiment wirst du sehen, dass du den Schüsselboden sehen konntest (du konntest ihn sehen, weil Licht durch die Luft-Wasser-Grenzfläche hindurch auf den Boden gelangt ist und dort reflektiert wurde)
Doch das kommt leider häufiger vor als man glaubt. Auch Lehrer können dumm sein.
Und grade wenn ein Physiklehrer (ich geh mal davon aus das es ein slocher war) derartige behauptungen aufstellt, liegt die schlussfolgerung auf "mangelnde Intelligenz" nicht fern ...^^
Meist ist es bei Physiklehrern leider so, dass sie nicht blöd sind, jedoch was Lehrkompetenz angeht, absolut untauglich. Sie können einfach nicht ordentlich erklären, das ist es, was vielen Schülern die Lust am jeweiligen Fach verdirbt.
Die Tatsache, dass er nicht dumm sein kann, war nur auf dieses Fachgebiet begrenzt, weil er ja Recht hat. Wie er in anderen Bereichen, oder auch in der Optik nur eben etwas detailiierte beispielsweise mit Maxwell-Gelichungen drauf ist, kann ich leider nicht beurteilen, ich weiß nur, dass mein Physiklehrer auch in Sachen Maxwell-Gleichungen so wie die meisten gehandelt hat: Formel anschreiben, sagen, das ist so und eine Herleitung aus dem Buch abschreiben
Licht, das von Luft nach Wasser eintritt, wird zum Lot hin gebrochen. Der Winkel zum Lot hin ist im Wasser immer kleiner als in der Luft. Selbst wenn der Winkel in Luft 90° ist (Licht parallel zur Wasseroberfläche, gibt es einen Winkel <90° im Wasser, nämlich den Grenzwinkel, der vom Brechungsindex abhängt. Da es immer einen Winkel im Wasser gibt, tritt das Licht immer ins Wasser ein und es gibt keine Totalreflektion. Umgekehrt (von Wasser nach Luft ist das anders). Da gibt es einen Grenzwinkel im Wasser. Wenn da das Licht flacher als der Grenzwinkel an die Wasseroberfläche kommt, gibt es in Luft keinen Winkel mehr (flacher als parallel zur Oberfläche geht nicht) und demnach gibt es Totalreflektion.
Doch, das kann schon passieren.
Die Animation gibt das schön wieder und im kleinen Bildchen sind die Strahlen auch gezeichnet. Mit den Winkeln e1 und e2 (eigentlich epsilon, aber griechische Buchstaben habe ich hier nicht schreiben können) ergibt sich das Brechungsgesetz wie folgt:
Die Winkel bei Brechung werden beschrieben mit
n2 · sine2= n1 · sine1, siehe Antwort gutzehn.
Bei n1 = 1 (Luft) gilt dann
n2 · sine2= 1 · sine1 oder
sine2g= nLuft/nWasser bzw. sine2g= 1/nWasser im Fall von Luft gegen Wasser.
für e2g als Grenzwinkel für die Totalreflexion. Denn nur so ist der sin definiert. Also von Luft in Wasser keine Totalreflexion, nur in umgekehrter Richtung gibt es das.
Da der sin immer <= 1 sein muss, gibt es Totalreflexion nur auf der Seite des dichteren Mediums.