Lichtbrechung in einem Prisma?
Hallo an alle,
ich mache geraden eine Weiterbildung und habe hier unter anderem Physik, aktuell geht es um Lichtbrechung und speziell um folgende Aufgabe:
Licht trifft mit einem Einfallswinkel von 30Grad auf ein gleichseitiges Prisma ( 60Grad) ich muss den Austrittswinkel berechnen, komme aber nicht ganz auf das Ergebniss von 83,3Grad und bin mir nicht sicher ob mein Rechenweg überhaupt richtig ist, ich habe alles mal hoffentlich verständlich skizziert.
so jetzt sollte alles erkennbar sein
3 Antworten
"Verständlich" ist gut: Das Foto ist zu unscharf und die Skizze nur halb zu sehen.
Aber wie auch immer: Du hast hoffentlich die Brechung sowohl beim Eintritt als auch beim Austritt aus dem Prisma berechnet? Und der Brechungswinkel hängt auch von der Lichtwellenlänge ab. Ist die in irgendeiner Form in die Berechnung eingegangen?
In dieser Aufgabe geht es darum das Licht als Strahl zu verstehen. Das ist sozusagen der Vorgänger von dem wenn es darum geht das Licht als Welle zu verstehen. Licht als Strahl erklärt wie es zu virtuellen Bildern kommt und ermöglicht viele Berechnungen in der Optik die für Kameras etc. Nicht mehr wegzudenken sind. Jedoch kann diese Theorie nicht die unterschiedlichen Farben erklären. Hier geht es darum dann das Licht als Welle zu verstehen.
Ich habe das Bild als Antwort neu hochgeladen danke für den Hinweis
Jedes Medium durch den ein Lichtstrahl geht besitzt einen Brechungsindex n. Wenn ein Lichtstrahl aus einem Medium mit dem Brechungsindex n1 in ein Medium mit dem Brechungsindex n2 übergeht wird der Lichtstrahl gebrochen und es gilt das Brechungsgesetz:
n1*sin(α)=n2*sin(β)
Bei einem Austrittswinkel von 90° zum Lot spricht man von einer "Totalreflexion" da in diesem Fall kein Lichtstrahl mehr den Prisma verlässt.
Prinzipiell sind deine Berechnungen richtig ich denke du hast lediglich einen Rundungsfehler. Ich habe die Gleichung direkt 1:1 im Taschenrechner in den Arcussinus eingetragen und ihn ohne runden rechnen lassen und komme direkt auf 83,31°
Beim Runden kann es mal ganz schnell zu Fehlern kommen und dann kann das Ergebnis schon ordentlich abweichen.
Hallo,
n1•sinα=n2•sinβ
1•sin30°=1,52•sinβ
sinβ=0.5/1.52
β≈19.2048975°
Nun läuft der Lichtstrahl durch das Glas und trifft auf die zweite Grenzfläche mit dem Einfallswinkel
γ=60°-β≈60°-19.2048975°=40.7951025°
sinδ=1.52•sinγ≈1.52•sin40.7951025°≈0.9931
δ≈83.27°
🤓
da hast du recht das Foto ist stark abgeschnitten und unscharf, das ist irgendwie beim upload passiert. Die Lichtwellenlänge ist bei uns nicht relevant