Totalreflektion Aquarium Physik?
Wenn du von unten auf die Wasseroberfläche eines Aquariums schaust, siehst du wie in einem Spiegel den Boden des Aquariums. Erkläre, wie dieser Effekt zustande kommt.
2 Antworten
Licht wird beim Übergang vom dichteren Medium (Wasser, geringere Lichtgeschwindigkeit) ins dünnere Medium (Luft, höhere Lichtgeschwindigkeit) gebrochen und zwar so, dass der Winkel beim Austritt aus der Wasseroberfläche flacher wird.
Sobald der Winkel so flach wird, dass das Licht nicht mehr entweichen kann, d.h. parallel zur Wasseroberfläche verläuft, wird das Licht wieder nach unten reflektiert. Wenn du also schräg von unten an die Wasseroberfläche schaust, siehst du das Spiegelbild vom Boden.
Lichtgeschwindigkeit ist nur im Vakuum absolut, in Medien ist sie geringer. Darum wird Licht gebrochen.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/totalreflexion
Wenn Du einen Lichtstrahl schräg von Luft in Wasser scheinen läßt, wird er zum Wasser hin gebrochen (generell zum optisch dichteren Medium). der Austrittswinkel nach der Grenzfläche ist als steiler als der Eintrittswinkel.
Andersrum gilt das Gegenteil: vom optisch dichteren Medium zum optisch dünneren (also von Wasser zu Luft) wird der Winkel flacher. wenn du jetzt den Eintrittswinkel immer flacher werden läßt, nähert sich der Austrittswinkel der Grenzfläche. Wird der Eintrittswinkel noch flacher, tritt der Lichtstrahl gar nicht mehr durch die Grenzfläche, sondern wird reflektiert.
Bei deinem Aquarium schaust Du fast senkrecht durch die Außenscheibe ins Wasser, dadurch ist hier der Brechungswinkel klein. Der Lichtstrahl geht fast gerade durch. Beim Blick von unten gegen die Wasseroberfläche jedoch trifft der Lichtstrahl sehr flach auf die Grenzfläche, und es geschieht die oben beschriebene Reflexion.
(Die Beschreibung klingt so, als würde von Deinem Auge ein Lichtstrahl ausgehen. Das ist natürlich nicht so, sondern genau umgekehrt. So erklärt es sich aber besser, und Strahlengänge sind umkehrbar.)