Brechungsgesetze – Wie kann ich Licht brechen?
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=xEtVIhAhR-4

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 [Musik] What? Ist der Strohalm gebrochen? Nein, das sieht nur so aus. Kennen wir alle. Der Strohalm im Wasser sieht geknickt
0:07 aus. Dahinter steckt das Brechungsgesetz der Optik, das wir uns mal genauer anschauen wollen. [Musik]
0:18 Das Brechungsgesetz kennen manche von euch vielleicht auch unter dem Namen Snellusches Gesetz. Okay, das Brechungsgesetz sagt etwas darüber aus,
0:27 wie ein Lichtstrahl beim Wechsel eines Mediums gebrauchen wird. Ein Wechsel des Mediums ist z.B. von Luft in Wasser. Das eine Medium ist Wasser und das andere
0:36 Medium ist Luft. Hier fällt nun ein Lichtstrahl ein. Dieser schließt mit dem Lot den Einfallswinkel Alpha ein. Kurzer Einschub, das Lot liegt im rechten
0:45 Winkel zur Grenzfläche der beiden Medien an. Also einfach mit dem GOreieck eine Linie ziehen. Das Lot ist wichtig, da es mit den Lichtstrahlen unsere Winkel
0:52 einschließt. An der Grenzfläche wird nun der Lichtstrahl gebrochen und zwar mit dem Brechungswinkel Beta. Wie sich nun beide Winkel zueinander verhalten, wird
1:01 durch das Brechungsgesetz beschrieben. N1 mal Sinus von Alpha = N2* Sinus von Beta. N1 und N2 sind die Brechung indizs für das jeweilige Medium. Bei Luft ist n
1:12 Luft = 1 und ein paar zerquetschte, also gerundet 1. Der Brechungsindex ist eine Eigenschaft des Mediums. Wasser hat einen Brechungsindex von ca. 1,3. Damit
1:23 wir das Ganze jetzt auch anwenden können, machen wir direkt mal ein Beispiel. Wenn Licht mit 30° auf die Wasseroberfläche trifft, wie wird es
1:30 dann gebrochen? Alpha istit. N1 und N2 sind bekannt. Wie groß ist nun Beta? Stellen wir mal das snelljussische Gesetz nach Beta um geteilt durch nibt
1:42 dann n1 mal Sinus alpha durch N2 = Sinus Beta. Nun müssen wir das Beta aus dem Sinus ziehen. Das machen wir mit der Umkehrfunktion des Sinus. Diese nennt
1:51 sich Akus Sinus. Der Akus Sinus und der Sinus heben sich auf. Dann haben wir Beta = Akus Sinus von N1 mal Sinus von Alpha durch n. Und nun das Ganze noch in
2:02 den Taschenrechner eintippen und fertig. Auch noch mal ein kleiner Tipp. Der Akkus Sinus ist im Taschenrechner meistens mit sin hoch -1 geschrieben.
2:11 Das müsstet ihr verwenden. Ist meistens in der Nähe der Sinustasse. Gibt's mal ein und schaut, dass ihr es selbst hinbekommt. Und die Lösung gibt es in 4
2:20 3 2 1. Beta ist ungefähr 22°.
2:32 [Musik] Hat's geklappt? Wenn nicht, vielleicht auch noch schauen, dass euer Taschenrechner in Gradmaß eingestellt
2:39 ist und nicht in Bogenmaß, sonst klappt das nicht. Das sind aber genug wichtige Dinge, die in einen Kopf passen müssen. Deswegen fassen wir das Ganze noch mal
2:47 kurz zusammen. Licht wird an Grenzübergängen von Medien gebrochen. Das Lot liegt im rechten Winkel zur Grenzfläche an. Der Winkel zwischen dem
2:54 Lot und dem einfallenden Licht wird Einfallswinkel Alpha genannt. Der Winkel zwischen dem gebrochenen Licht und dem Lot ist der Brechungswinkel Beta. Und
3:02 jedes Medium hat seinen Brechungsindex als materialabhängige Eigenschaft. Die ganzen Infos könnt ihr nun in das schnelle Brechungsgesetz packen. Das ist
3:11 der Zusammenhang. Und denkt immer dran, stellt euren Taschenrechner ins Gradmaß. Das ist ultra wichtig. Sonst könnt ihr richtig rechnen und bekommt trotzdem
3:19 falsche Ergebnisse. Wenn ihr wissen wollt, wie es mit der optischen Brechung weitergeht und wann eine Totalreflektion des Lichts eintritt, dann klickt hier
3:26 neben rechts dieses Video an. Wir müssen auch noch klären, wie genau jetzt der Strohhalm von vorn geknickt wird. Na ja, es wird einfach das vom Gegenstand
3:33 reflektierte Licht gebrochen. Das sieht dann so wie hier in der Skizze aus und für uns sieht es aus als wä der Fisch woanders bzw. der Strohalm geknickt und
3:42 wir würden voll daneben grafen. Das ist Physik. Habt ihr schon öfter solche optischen Täuschung gesehen an eurem Teich oder ins Schwimmbad? Schreibt es
3:49 doch mal in die Comments und dann bis gleich zum nächsten Video.