Physik 7 · Optik

Brechung und Totalreflexion

Trifft Licht schräg auf Wasser oder Glas, ändert es an der Grenze seine Richtung. Das nennt man Brechung. Ein kleiner Teil des Lichts wird dabei auch zurückgeworfen. Kommt das Licht aus dem Wasser und trifft sehr flach auf die Grenze zur Luft, kommt es gar nicht mehr hinaus.

So gehst du vor

1Wähle einen Stoff und die Richtung des Lichts.
2Ziehe die Lampe oder stelle den Einfallswinkel α am Regler ein. Lies den Brechungswinkel β an der Scheibe ab.
3Tippe auf „Messen“. Miss bei mehreren Winkeln.
4Tippe erst dann auf „Auswertung zeigen“.

Stoff

Richtung des Lichts

Einfallswinkel α

40 °

Je dicker und kräftiger ein Strahl gezeichnet ist, desto mehr Licht läuft dort.

Deine Messwerte

Wechselst du den Stoff oder die Richtung, beginnt die Tabelle neu. Ein Strich in der Tabelle heißt: Es kam kein Licht durch.

Nr.	Einfallswinkel α in °	Brechungswinkel β in °

Vergleichswerte: Licht kommt aus der Luft mit α = 45°

Stoff	Brechungswinkel β	Grenzwinkel
Wasser	32°	49°
Glas	28°	42°
Saphir	24°	34°
Diamant	17°	24°

Aufträge

Wähle Wasser und „von Luft in Wasser“. Miss für α = 20°, 40°, 60° und 80°. Wird das Licht zum Lot hin oder vom Lot weg gebrochen?
Was passiert bei α = 0°? Gilt das für alle Stoffe?
Vergleiche Wasser, Glas und Diamant bei α = 45°. Welcher Stoff bricht das Licht am stärksten?
Stelle „von Wasser in Luft“ ein und vergrößere α langsam in Schritten von 1°. Bei welchem Winkel verschwindet der gebrochene Strahl? Dieser Winkel heißt Grenzwinkel. Prüfe dann mit dem Knopf.
Beobachte den zurückgeworfenen Strahl kurz vor dem Grenzwinkel. Was geschieht mit seiner Stärke?
Kann es Totalreflexion geben, wenn Licht von der Luft ins Wasser läuft? Probiere es aus und begründe.
Wähle Stoff X. Bestimme mit einer Messung bei 45° und mit der Vergleichstabelle, um welchen Stoff es sich handelt. Prüfe dein Ergebnis mit dem Grenzwinkel. Löse erst danach auf.
Stecke in Gedanken einen Stab schräg ins Wasser. Warum sieht er an der Wasseroberfläche geknickt aus?