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Der Brewsterwinkel - Polarisation durch Reflexion (EINFACH erklärt!)
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 41 Zeilen
- so in diesem Video werde ich dir den sogenannten broster Winkel erklären und dafür schauen wir uns diese Situation hier an wir haben einen Grenzübergang
- von zwei verschiedenen Medien wenn wir jetzt einen Lichtstrahl auf diesen Grenzübergang schicken dann wird ein Teil von diesem Licht reflektiert werden
- und ein Teil vom Licht durchdringt die Oberfläche und wird gebrochen und wenn jetzt dieser einfallene Lichtstrahl einen ganz bestimmten Einfallswinkel hat
- nämlich diesen brosterwinkel dann ist dieser flektierte Lichtstrahl polarisiert also wenn wir hier den sogenannten broster Winkel
- haben dann können wir damit polarisiertes Licht erzeugen schauen wir uns zuerst mal an wie wir diesen Bru der Winkel berechnen können und dafür
- brauchen wir die beiden Brechungsindizes von diesen Medien das heißt einmal den Brechungsindex vom ersten Medium und einmal den Brechungsindex vom zweiten
- Medium sagen wir mal beispielsweise dass wir dass das erste Medium Luft ist und das zweite Medium Wasser dann hab wir hier ein Brechungsindex von 1 und hier
- unten einen Brechungsindex von 1,33 so und jetzt wollen wir den broster Winkel für diesen Grenzübergang berechnen und das funktioniert
- folgendermaßen und zwar gilt folgende Formel der Tangens vom brosterwinkel ist gleich N2 diviert durch N1 das heißt also der
- Booster Winkel der ist der akkustangens von n2/ Dur N1 wenn wir das jetzt hier einsetzen N2 ist 1,33 ein1 ist 1 dann solltest du
- ungefähr auf einen Winkel von 53° kommen das heißt wenn wir dieses Licht in einem Einfallswinkel von 53° auf diese grenzoberfläche schicken dann ist der
- reflektierte Strahl polarisiert und wir wollen uns jetzt überlegen warum das denn der Fall ist und da werden wir dann auch auf diese Form hier kommen also
- schauen wir uns diese ganze Situation mal an der einfallende Lichtstrahl der ist natürlich unpolisiert das heißt das elektrische Feld von diesem Lichtstrahl
- das schwingt in beide Polarisationsrichtungen und das symbolisieren wir folgendermaßen das elektrische Feld das schwingt sowohl in
- der Zeichenebene so in diese Richtung als auch in die Zeichenebene hinein und wieder hinaus und das symbolisieren wir durch so einen Punkt also der
- einfallende Lichtstrahl der ist unpolarisiert der schwingt in beide Richtungen und das gleiche gilt auch für diesen gebrochenen Lichtstrahl der ist
- auch unpolarisiert der reflektierte Lichtstrahl der haben wir ja gesagt der ist jetzt polarisiert der schwingt nur
- noch in die Zeichenebene hinein und wieder hinaus der schwingt nicht mehr in diese Richtung und wir wollen uns jetzt überlegen warum ist das so dazu musst du
- dich zurückerinnern wodurch entsteht denn dieser reflektierte Lichtstrahl der entsteht dadurch da in dieser Grenzfläche die Atome zum Schwingen
- angeregt werden und diese Schwingungen das sind schwingende Dipole die gehen wieder elektromagnetische Strahlung ab und das ist genau dieser reflektierte
- Lichtstrahl in welche Richtung schwingen denn diese Atome die Schwingen genau in die Richtung des elektrischen Feldes von diesem gebrochenen Lichtstrahl schauen
- wir uns diese Richtung mal an einmal in die Bildebene hinein und wieder heraus und genau in diese Richtung genau im rechten Winkel zu diesem gebrochenen
- Lichtstrahl das kannst du hier erkennen und jetzt musst du dich nur noch an die Abstrahlung von so einem Dipol erinnern ein Dipol der z.B auf und abschwingt der
- gibt ja nur in diese Richtungen elektromagnetische Wellen ab der gibt keine Strahlung nach oben oder nach unten ab und genau das haben wir hier
- wir haben hier einen Lipo der in diese Richtung schwingt das heißt er gibt keine Strahlung in diese Richtung ab das heißt also dass jene Dipole die in der
- Zeichenebene in diese Richtung schwingen keine Strahlung in Richtung der reflektierten Welle abgeben und das bedeutet dass diese Welle dass diese
- reflektierte Welle keine Polarisation in der Zeichenebene haben kann der wichtigste Punkt ist jetzt dass diese Schwingung von den Dipolen genau
- inicht Richtung des reflektierten Strahls zeigt und das ist genau dann der Fall wenn wir zwischen reflektiertem Strahl und gebrochenem Strahl einen
- rechten Winkel haben so und mit dieser Bedingung dass wir hier einen rechten Winkel haben müssen mit der können wir jetzt anfangen zu rechnen und zwar muss
- jetzt nämlich folgendes gelten Alpha also der Einfallswinkel plus den brechungswinker + 90° müssen 180° ergeben wie kommen wir auf diese
- Bedingung du weißt natürlich dass dieser Winkel hier 180° ist und dieser Winkel der besteht aus dem Reflexionswinkel der ist ja gleich dem
- Einfallswinkel plus den 90° plus den Brechungswinkel plus Bet und das muss 180° ergeben also so kommen wir auf diese Bedingung und jetzt können
- wir natürlich bei dieser Gleichung auf beiden Seiten 90 abziehen dann steht hier Alpha + Beta = 90 oder Beta = 90- Alpha
- und jetzt verwenden wir einfach das Brechungsgesetz das Brechungsgesetz das besagt das N1 mal dem Sinus vom Einfallswinkel
- = N2 mal dem Sinus vom Brechungswinkel ist und der Brechungswinkel der ist ja 90- Alpha in dieser Situation das können wir
- hier einsetzen Sinus von 90- Alpha und der Sinus von 90- irgendeinem Winkel ist gleich der Cosinus von diesem Winkel das heißt hier steht dann
- N1 Sinus alpha= N2 Cosinus Alpha und jetzt dividieren wir einfach dieses N1 auf die rechte Seite den Cosinus auf die linke
- Seite steht hier Sinus Alpha dividier durch Cosinus Alpha ist g N2 div dur N1 und Sinus durch Cosinus ist ganz einfach der
- Tangens das heißt der Tangens von Alpha ist g n2/ N1 und das ist ja genau die Formel die wir hier oben verwendet haben also so kann man sich erstmal diese
- Formel herleiten und so kann man sich auch erklären warum dieser reflektierte Lichtstrahl dann polarisiert ist und wass du dir jetzt noch weitere Videos
- zur Optik anschauen willst dann verlinke ich dir die Playlist wo du diese Videos finden kannst unten in der Videobeschreibung