warum wird das Licht wenn es von glas zu wasser einfällt zum lot hin gebrochen?
Hallo, in Physik meinte unsere lehrerin das wenn ein lichtstrahl von glas zu wasser einfällt er zum lot hin gebrochen wird. Aber warum? Könnte dies einer bitte gut erklären? Brauch ich für einen Test. lg Lara
5 Antworten
jop, da ist das stichwort auf jeden fall das brechungsgesetz, was auf unterschieden des brechungsindex beruht, welcher nichts anderes ist als die permittivität des materials, in dem sich licht ausbreitet. Je höher dieser ist, desto geringer ist die ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagentischen welle, also licht. jetzt kann man gut über das fermatsche prinzip argumentieren. Dies besagt, dass licht sich immer so ausbreitet, dass es den zeitlich kürzesten weg nimmt. das kannst du dir so vorstellen wie wenn zwischen dir und deinem ziel ein fluss liegt. Wenn dein ziel schräg am anderen ufer liegt und du schnellstmöglich dorthin willst, dann würdest du genau diesen weg nehmen, welchen das licht auch nehmen würde ! denn im wasser hast du eine niedrigere ausbreitungsgeschwindigkeit als an land, was bedeutet, dass du dich dort nicht so lange aufhalten willst. du läufst also ein bisschen schräg durch das wasser und dann läufst du direkt zu deinem ziel ! du brichst dich also vom übergang von wasser zu luft zum lot weg :)
mfggggg moggiiiidummm
Lass dir das von deiner Lehrerin mal genau erzählen und schreib uns hier die Antwort. Die wäre interessant.
Von Luft zu Wasser, Brechung zum Lot hin, von Luft zu Glas, Brechung zum Lot hin.
Wenn du ein Glas findest, das einen kleineren Brechnungsindex hat als Wasser, dann würde das Licht auch zum Lot hin gebrochen. Allerdings ist der Brechungsindex von Wasser recht klein und Gläser haben einen höheren Brechnungsindex. Somit wird beim Übergang von Glas nach Wasser das Licht vom Lot weg gebrochen. Wenn deine Lehrerin anderer Meinung ist, dann sollte sie das begründen.
Lass doch die Lehrerin mal suchen. Ich habe die Tabelle aus dem Schott-Katalog im Kopf, und da ist mit 51A und n = 1,49 das Ende auf der niedrig brechenden Seite.
Der Brechungsindex von Wasser ist in jedem Fall kleiner als der von Glas. Von wegen 'du musst erstmal eins finden', schau mal hier: http://de.m.wikipedia.org/wiki/Brechungsindex
Das Huygenssche Prinzip,eine von Chr. Huygens (1629-1695) angegebene Methode zur Beschreibung der Lichtausbreitung in Medien. Das Prinzip besagt: Jeder Punkt auf einer Wellenfläche kann als Zentrum einer Kugelwelle (Elementarwelle) angesehen werden und die Lage der Wellenfläche zu irgendeiner späteren Zeit ist die Einhüllende all dieser Elementarwellen. Brechung, Refraktion, bedeutet, dass Licht beim Übergang von einem durchsichtigen Medium in ein anderes seine Richtung ändert, sofern es die Grenzfläche zwischen den beiden Medien nicht senkrecht durchdringt. Der Brechungsindex, auch Brechzahl, Brechungskoeffizient, Brechungsquotient, Brechungsvermögen und Brechungsexponent, Formelzeichen n, eine Materialkonstante, die für die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle, insbesondere einer Lichtwelle, in dem betreffenden Stoff maßgeblich ist.
n = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum/ Lichtgeschwindigkeit im Medium = Wellenlänge im Vakuum / Wellenlänge im Medium
Die Brechungsindizes zweier Medien 1 und 2 verhalten sich umgekehrt wie die Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Lichtes zu ihnen:
n_2 : n_1 = u_1 : u_2
Einfaches Glas hat den Brechungsindex n = 1,50 und Wasser n = 1,33. Für Luft ist n = 1,0.
Aus dem Brechungsgesetz ergibt sich die Regel, dass im dichteren Medium der Winkel kleiner ist als im dünneren Medium. Andere beschreiben es auch so, dass das Licht im dichteren Medium Richtung Lot gebrochen wird.
Siehe auch Bild!
Fällt ein Lichtstrahl von einem optisch weniger dichtem Medium in ein optisch dichteres Medium, wird er zum Lot hin gebrochen.
Die optische Dichte wird durch den Brechungsindex beschrieben.
Zunächst fällt der Lichtstrahl von Luft (Brechungsindex 1) zu Glas (Brechungsindex 1,3) und wird zum Lot hin gebrochen.
Danach fällt der Lichtstrahl von Glas (Brechungsindex 1,3) zu Wasser (Brechungsindex 1,5) und wird wieder zum Lot hin gebrochen.
So das war die Lsg. eigentlich :) Mich würd' mal interessieren, entsteht bei der Doppelbrechung ein sichtbares Spektrum, wie beim Prisma?
Umgekehrt (siehe http://de.m.wikipedia.org/wiki/Brechungsindex):
- Glas (Brechungsindex 1,5)
- Wasser (Brechungsindex 1,3)
Mich würd' mal interessieren, entsteht bei der Doppelbrechung ein sichtbares Spektrum, wie beim Prisma?
Ja. Es ist nur nicht leicht zu beobachten. Der Dispersionswinkel und die typischen Abmessungen z.B. von Aquarienbecken ergeben nur eine kleine Auffächerung (Größenordnung Millimeter). Du müßtest also schon einen sehr dünnen und scharf gebündelten weißen Lichtstrahl verwenden, um es auf einem kleinen Projektionsschirm sichtbar machen zu können. Die Beobachtung mit dem Auge von außerhalb ist auch deshalb schwierig, weil beim Austritt aus dem Wasserbecken die farbigen Anteile durch die umgekehrte Brechung wieder alle parallel ausgerichtet werden, so daß das Auge sie auf der Netzhaut wieder in einem Punkt zusammenführt und zu Weiß vereint. Nur wenn das Wasserbecken so groß ist, daß das aufgefächerte Strahlenbündel breiter wird als der Durchmesser der Pupille, kann man das Spektrum sehen, indem man das Auge bewegt. Interessant ist hierzu diese Diskussion:
- physikerboard.de/topic,10113,-dispersion-an-planparalleler-platte-(fensterscheibe).html
Sorry, mein Fehler :D Ich habs verwechselt, eigentlich kann das nicht sein, was deine Lehrerin gesagt hat ;) Danke für den Link
Das Brechungsgesetz lautet sinα : sinß = n2 : n1, dh für n2 > n1 ist sinα > sinß, also α > ß. In dem Medium mit dem größeren Brechungsindex ist der Winkel (des Lichtstrahls gegen das Lot auf die Grenzfläche zwischen den Medien) kleiner. Gläser haben i.A. größeren Brechungsindex (n um 1,5) als Wasser (n ≅ 1,33). Es wird ja auch von Luft (n = 1) zu Wasser das Licht zum Lot hin gebrochen.
Warum aber das Licht im dichteren Medium einen steileren Weg nimmt, kann man nicht in wenigen Worten erklären, es hängt mit der geringeren Lichtgeschwindigkeit im dichteren Medium zusammen. Bei Interesse bitte melden.
Der Brechungsindex von Wasser ist in jedem Fall kleiner als der von Glas. Von wegen 'du musst erstmal eins finden', schau mal hier: http://de.m.wikipedia.org/wiki/Brechungsindex