Reflexion und Brechung

Lichtstrahlen ändern die Richtung, wenn sie von einer Oberfläche reflektieren, sich von einem transparenten Medium in ein anderes bewegen oder durch ein Medium laufen, dessen Zusammensetzung sich ständig ändert. Das Gesetz der Reflexion besagt, dass bei der Reflexion von einer glatten Oberfläche der Winkel des reflektierten Strahls gleich dem Winkel des einfallenden Strahls ist. (Nach der Konvention werden alle Winkel in der geometrischen Optik in Bezug auf die Normalen zur Oberfläche gemessen, dh auf eine Linie, die senkrecht zur Oberfläche ist.) Der reflektierte Strahl ist immer in der Ebene, die durch den einfallenden Strahl und die normale zu der Oberfläche. Das Gesetz der Reflexion kann verwendet werden, um die Bilder zu verstehen, die durch ebene und gekrümmte Spiegel erzeugt werden. Im Gegensatz zu den Spiegeln sind die meisten natürlichen Oberflächen auf der Skala der Wellenlänge des Lichts rauh, und infolgedessen werden parallel einfallende Lichtstrahlen in vielen verschiedenen Richtungen reflektiert, Oder diffus. Diffuse Reflexion ist verantwortlich für die Fähigkeit, die meisten beleuchteten Flächen von irgendwelchen Positionsstrahlen zu sehen, die die Augen erreichen, nachdem sie jeden Teil der Oberfläche reflektiert haben.

Wenn Licht, das in einem transparenten Medium fährt, auf eine Grenze mit einem zweiten transparenten Medium (z. B. Luft und Glas) trifft, wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil wird in das zweite Medium übertragen. Wenn sich das durchgelassene Licht in das zweite Medium bewegt, ändert es seine Fahrtrichtung; Das heißt, es wird gebrochen. Das Gesetz der Brechung, auch bekannt alsSnells Gesetz , beschreibt die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel (θ 1 ) und dem Brechungswinkel (θ 2 ), gemessen in Bezug auf die normale (“senkrechte Linie”) zur Oberfläche, mathematisch: n 1 sin θ 1  = 2 sin θ 2 , wobei n 1 und n 2 die sindBrechungsindex des ersten bzw. zweiten Mediums. Der Brechungsindex für jedes Medium ist eine dimensionslose Konstante gleich dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zu seiner Geschwindigkeit in diesem Medium.


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