Totalreflexion

ForscherInnenwerkstatt Physik
Aufgabe 2
Graz, 01-2014
Brechung vom Lot
Diese physikalischen Begriffe benötigt man:
Brechung vom Lot - Totalreflexion
Material:
•
Experimentierleuchte
•
Blende mit einem Schlitz
•
Optische Scheibe mit Winkelskala
•
Halbzylindergefäß mit Wasser
•
Stromversorgung 12V
•
Kabel
Abbildung 1 Brechung vom Lot
Der halbzylinderförmige, wassergefüllte Kunststoffkörper wird so auf die optische Scheibe gestellt, dass
seine gerade Seite auf einem Durchmesser der optischen Scheibe liegt und die Mittelpunkte
übereinstimmen. Der von der Experimentierleuchte durch die Blende mit einem Schlitz erzeugte Strahl soll
genau durch den Mittelpunkt der optischen Scheibe verlaufen und durch die gekrümmte Fläche in den
Glaskörper einfallen (Abbildung 1)! Das Lot liegt immer senkrecht zur brechenden Fläche!
Einfallswinkel und Brechungswinkel werden immer zwischen Lot und Lichtstrahl gemessen!
2.1
Versuchsdurchführung: Man beginnt mit einem Einfallswinkel von 0° (parallel zum Lot) und
misst den Brechungswinkel. Das Ergebnis wird in die nachfolgende Tabelle eingetragen. Dasselbe
macht man nun mit allen weiteren Einfallswinkeln, die in der Tabelle vorgegeben sind.
2.2
Bestimme eventuell wieder die Brechzahl und trage sie unten ein!
Einfallswinkel α
Brechungswinkel β
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
Brechzahl n
Hinweis: Zur Bestimmung der Brechzahl verwendet man die Formel nWasser =
b
(vergleiche
a
mit Aufgabe 1).
2.3
Ergebnis: Beim Übergang vom optisch dichteren Medium (Glas, Wasser) in ein optisch
dünneres Medium (Luft) ist der Einfallswinkel stets
Brechungswinkel!
2.4
Erkläre den Grenzwinkel der Totalreflexion:
.......................
als der