Brechungsgesetz-Rechner

Mit dem Brechungsgesetz-Rechner bestimmen Sie den Brechungswinkel eines Lichtstrahls beim Übergang zwischen zwei Medien und erfahren, ob Totalreflexion eintritt und wie viel Licht reflektiert wird.

Quelle: Wikipedia – Brechungsgesetz (Snellius): n₁·sin α₁ = n₂·sin α₂, Totalreflexion, Brewster-Winkel. Stand: .

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Ergebnis

Ergebnis
Der Strahl wird von 45° (n₁ = 1,0003) auf 32,05° (n₂ = 1,333) gebrochen
Alle Größen des Strahlenübergangs
GrößeWert
Brechungswinkel α₂32,05°
Ablenkung α₁ − α₂12,95°
Grenzwinkel der Totalreflexionkeiner (n₁ ≤ n₂)
Brewster-Winkel53,12°
Reflexionsgrad (unpolarisiert)2,78 %
Durchgelassener Anteil97,22 %
Lichtgeschwindigkeit im Medium 1299.705 km/s
Lichtgeschwindigkeit im Medium 2224.901 km/s
Beim Übergang in das optisch dichtere Medium wird der Strahl zum Lot hin gebrochen.

So wird gerechnet

Das Brechungsgesetz lautet n₁·sin α₁ = n₂·sin α₂. Ein Lichtstrahl aus Luft, der unter 45° auf Wasser trifft, wird auf etwa 32,0° zum Lot gebrochen.

So wird gerechnet

Der Winkel wird immer zum Lot (der Senkrechten auf der Grenzfläche) gemessen. Aus α₂ = arcsin(n₁·sin α₁ / n₂) folgt der Brechungswinkel. Ist n₁ > n₂ und der Einfallswinkel größer als der Grenzwinkel arcsin(n₂/n₁), gibt es keinen gebrochenen Strahl mehr (Totalreflexion). Den Reflexionsgrad liefern die Fresnelschen Formeln, hier als Mittel aus s- und p-Polarisation; beim Brewster-Winkel arctan(n₂/n₁) wird p-polarisiertes Licht gar nicht reflektiert.

Gut zu wissen

Häufige Fragen

Wie lautet das Brechungsgesetz?

n₁ · sin α₁ = n₂ · sin α₂ (Gesetz von Snellius). Die Winkel werden zum Lot gemessen, n ist die Brechzahl des jeweiligen Mediums.

Wann tritt Totalreflexion auf?

Wenn Licht von einem optisch dichteren in ein dünneres Medium trifft (n₁ > n₂) und der Einfallswinkel größer als arcsin(n₂/n₁) ist. Von Wasser in Luft liegt der Grenzwinkel bei etwa 48,6°.

Was ist der Brewster-Winkel?

Der Einfallswinkel arctan(n₂/n₁), bei dem das reflektierte Licht vollständig linear polarisiert ist. Von Luft auf Wasser sind es etwa 53,1°.

Wie schnell ist Licht im Wasser?

c/n, also etwa 299 792 km/s geteilt durch 1,333, rund 224 900 km/s.

Quellen und Rechtsgrundlagen

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