Snelliussches Brechungsgesetz
Das Brechungsgesetz nach Snellius beschreibt, wie Lichtstrahlen beim Übergang zwischen zwei Medien gebrochen werden — Grundlage für Linsen, Glasfaser und Optik.
Formel
n_1 \cdot \sin(\alpha_1) = n_2 \cdot \sin(\alpha_2)Variablen & Einheiten – Snelliussches Brechungsgesetz
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| n₁ | Brechungsindex des ersten Mediums | dimensionslos |
| n₂ | Brechungsindex des zweiten Mediums | dimensionslos |
| α₁ | Einfallswinkel (zur Normalen) | ° |
| α₂ | Brechungswinkel (zur Normalen) | ° |
Herleitung & Hintergrund – Snelliussches Brechungsgesetz
Willebrord Snell (1621) formulierte das Gesetz aus Fermats Prinzip der kürzesten Zeit. Totalreflexion tritt auf, wenn n₁ > n₂ und der Einfallswinkel den kritischen Winkel überschreitet: α_krit = arcsin(n₂/n₁). Glasfaserkabel basieren auf diesem Prinzip.
Rechenbeispiel
Licht von Luft (n₁ = 1,00) in Glas (n₂ = 1,50), α₁ = 30°: sin(α₂) = (1,00/1,50)·sin(30°) = 0,333 → α₂ = arcsin(0,333) ≈ 19,5°.
Anwendungsgebiete
Optische Linsen, Prismen, Glasfaserkabel, Endoskopie, Regenbogen-Physik, Lichtmikroskopie
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel n₁·sin(α₁) = n₂·sin(α₂)? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Das Brechungsgesetz nach Snellius beschreibt, wie Lichtstrahlen beim Übergang zwischen zwei Medien gebrochen werden — Grundlage für Linsen, Glasfaser und Optik.. n₁: Brechungsindex des ersten Mediums (dimensionslos); n₂: Brechungsindex des zweiten Mediums (dimensionslos); α₁: Einfallswinkel (zur Normalen) (°); α₂: Brechungswinkel (zur Normalen) (°).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Born, M. & Wolf, E. (1999). Principles of Optics, 7th Ed. Cambridge University Press.
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