Reflexion und Brechung

Reflexion und Brechung am optisch dünneren Medium

In diesem Versuch werden Brechung, Reflexion und Totalreflexion von Licht an der Grenzfläche von Wasser zu Luft bei verschiedenen Winkeln demonstriert. Dazu wird ein Glastrog mit einer Möglichkeit zur Beleuchtung mit Wasser gefüllt. Unter der Wasseroberfläche tritt je nach Blende entweder ein Lichtstrahl oder zehn Lichtstrahlen aus. Der Austrittswinkel kann verändert werden. Abhängig davon beobachtet man Reflexion und Brechung oder Totalreflexion.

Reflexion und Brechung am optisch dichteren Medium

In diesem Versuch werden Brechung und Reflexion von Licht an der Grenzfläche von Luft zu Wasser demonstriert. Dazu wird ein Glastrog mit Wasser gefüllt. Über der Wasseroberfläche tritt ein Laserstrahl in das Wasser ein. Mit Hilfe eines Räucherstäbchens kann man in der Luft diesen Laserstrahl sichtbar machen. Durch das Einrühren von Milchpulver in das Wasser lässt sich zudem der Laserstrahl im Wasser besser beobachten.

Totalreflexion und evaneszente Welle mit Mikrowellen

Totalreflexion lässt sich nicht nur bei sichtbarem Licht betrachten, sondern auch bei Mikrowellen. Um die Wirkung und die Singalstärke in diesem Verusch wahrnehmbar zu machen, wird Musik auf das Mikrowellensignal aufmoduliert und so vom Sender zum Empfänger übertragen. In den Bereich zwischen Sender und Empfänger wird ein für Mikrowellen geeignetes Prisma aus PVC oder alternativ mit einer Füllung aus Paraffinöl gestellt.

Da Mikrowellen deutlich langwelliger sind als sichtbares Licht, kann mit einem zweiten Prisma auch gut die evaneszente Welle bei einem sichtbaren Abstand der Prismen veranschaulicht werden.

ein gutes Beispiel für Totalreflexion

Als Lichtleiter dient eine Gitarrensaite aus Nylon, mit der der Schriftzug "Uni" geformt ist. In diese Nylonsaite wird Licht eines Helium-Neon-Lasers eingekoppelt, das sich dann in der Saite ausbreitet. Die Lichtleitung beruht auf Totalreflexion, wobei die Inhomogenität der Saite dafür sorgt, dass überall mindestens eine geringe Intensität an Licht aus der Saite herausgestreut wird. An Stellen hoher Krümmung tritt mehr Licht aus, da dort der Grenzwinkel der Totalreflexion unterschritten ist.

eine Technologie, die in der modernen Datenübertragung nicht mehr wegzudenken ist

Es stehen verschiedene Glasfasern zur Verfügung, die entweder mit einer dafür vorgesehenen Taschenlampe oder einem HeNe-Laser beleuchtet werden können.