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Lichtbrechung durch Wasser

Lichtbrechung (θ₁ = 60°)

Lichtbrechung oder Brechung spiegelt das Bild.

Lichtbrechung durch Prisma (oben oben, Basis unten im Foto)

Lichtbrechung oder Brechung ist das Phänomen, dass Lichtstrahlen ihre Richtung ändern, wenn sie sich von einem weg bewegen Mittel (transparente Substanz) in die andere Das Licht wird gebrochen, weil es einen Unterschied zwischen der Dichte bzw. Transmission und damit der Lichtausbreitungsgeschwindigkeit der beiden Substanzen gibt. Beispielsweise bedeutet ein Brechungsindex von 1,3 für Wasser, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser 30 % geringer ist als im Vakuum; bei Luft sind sie je nach Temperatur und Wellenlänge nur etwa 0,3 % niedriger. In keinem Medium ist diese Ausbreitungsgeschwindigkeit größer als im Vakuum.

Die Richtungsänderung wird durch die Brechungsindex (manchmal auch optische Dichte genannt) der beiden Medien (je größer der Unterschied, desto größer die Brechung) und durch den Einfallswinkel, unter dem der Strahl auf die Grenzfläche trifft (je größer der Winkel, desto größer die Brechung). Trifft ein Lichtstrahl senkrecht auf die Grenzfläche der beiden Stoffe, so bleibt er ungebrochen.

Recht

Die Brechung wird in der beschrieben Snells Gesetz, das ist der Einfallswinkel vom Medium 1₁ und der Brechungswinkel θ₂ mittel 2 beziehen sich als

${displaystyle {frac {sin heta _{1}}{sinheta _{2}}}={frac {n_{2}}{n_{1}}}}$

entweder

${displaystyle n_{1}sin heta _{1}=n_{2}sinheta _{2}}$

in welchem ${displaystyle n_{1}}$ und ${displaystyle n_{2}}$ das Brechungsindizes befinden sich in Medium 1 bzw. Medium 2.

Für verschiedene Wellenlängen (d.h. Farben) im Licht ist die Brechung meist auch anders, zum Beispiel in a Prisma ein Lichtstrahlgebrochen (aufgeteilt) in Bündel von verschiedenen Farben, also im licht mit verschiedenen Frequenzen. Dieses Phänomen wird Dispersion oder Farbverschiebung erwähnt und ist die Ursache für chromatische Abweichung im Linsen.
Ein bekanntes Beispiel: Wenn es regnet, während die Sonne scheint, werden die Lichtstrahlen der Sonne von den Regentropfen gebrochen (und nach innen reflektiert). Wenn du mit dem Rücken zur Sonne stehst, siehst du ein Regenbogen.

Im anisotrop Medien dringen ein Doppelbrechung auf.

Siehe auch

• Astronomische Refraktion
• Beugung

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