Brechung

Wenn man zwei Medien mit verschiedenen optischen Eigenschaften hat, beispielsweise Luft und Wasser oder Luft und Glas, dann wird ein Teil eines Lichtstrahls, der auf die Trennfläche zwischen den Medien trifft, nicht zurückgeworfen, sondern erleidet einen Richtungswechsel. Dies zeigt die folgende Abbildung für einen Lichtstrahl, der von Luft ins Wasser geht.

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Diesen Richtungswechsel nennt man Brechung. Um diesen Effekt genauer zu erklären, solltest du dir die folgende Abbildung genau anschauen.

Wir sehen hier eine Grafik, die schematisch den Strahlengang zeigt, der auch der ersten Abbildung zu Grunde liegt. Verfolge den ankommenden Strahl. Mit dem Einfallslot, das senkrecht auf der Wasseroberfläche steht, bildet er einen Winkel α . Der reflektierte Strahl, rechts vom Einfallslot, wird unter dem gleichen Winkel α reflektiert. Bei der Reflexion ist der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel.

Interessanter ist aber der Teil des Lichtstrahls, der im optisch dichteren Medium Wasser verläuft. Dieser Anteil bildet mit dem Einfallslot einen Winkel β, der einen anderen Wert hat als der Einfallswinkel α . Man nennt β den Brechungswinkel. In der Grafik erkennst du noch einen weiteren Winkel δ, der als Ablenkungswinkel bezeichnet wird.

Wenn man den Strahlengang auch bei anderen Medien verfolgt, kommt man zu folgendem Gesetz: Ein Lichtstrahl wird beim Übergang von einem optisch dünneren in ein optisch dichteres Medium zum Einfallslot hin gebrochen.