Reflexion und Brechung von Licht

Licht kann sich in verschiedenen Materialien fortbewegen, je nach Material können sich so auch die Geschwindigkeiten des Lichts ändern. An den Grenzflächen von verschiedenen Materialen können dann Reflexion und Brechung des Lichts vorkommen.

Reflexion

Wenn Licht von einem lichtdurchlässigen Material in ein weiteres übergeht, kommt es zu einer Reflexion kommen. Dabei wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein anderer kann gebrochen werden, wie viel reflektiert und wie viel gebrochen wird, hängt vom Winkel der Lichtstrahlen und der Beschaffenheit der Grenzfläche ab. Ein Beispiel der Reflexion kann man auf Wasser sehen, dort spiegeln sich z.B. oder man sieht auch sich selbst, wenn man auf die Wasseroberfläche schaut. 

Veranschaulichung der Reflexion von Licht bei einem Übergang von zwei verschiedenen Stoffen

Wichtig ist bei der Reflexion, dass der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel immer gleich groß sind!


Brechung von Licht

Neben einer Reflexion kann es auch eine Brechung von Licht geben, wenn Licht von einem lichtdurchlässigen Stoff in ein weiteren übergeht.

Der Brechungswinkel hängt von den Lichtgeschwindigkeiten in den beiden Stoffen ab. Weiß man die Lichtgeschwindigkeiten und den Einfallswinkel kann man den Brechungswinkel berechnen. Der Zusammenhang ist:

Formel für die Brechung von Licht
  • c1 = Lichtgeschwindigkeit in Stoff 1
  • c2 = Lichtgeschwindigkeit in Stoff 2
Veranschaulichung der Brechung von Licht beim übertritt von einem Stoff in ein Anderen mit Brechungswinkel

Optisch dünner und dicker

Übergang von einem optisch dünneren (schnellere Lichtgeschwindigkeit) in ein optisch dichteres (langsamere Lichtgeschwindigkeit) Material:

  • c1 > c2
  • α > β

Übergang von einem optisch dichteren (langsamere Lichtgeschwindigkeit) in ein optisch dünneres (schnellere Lichtgeschwindigkeit) Material:

  • c1 < c2
  • α < β

Entstehung von Regenbögen

Übrigens haben auch verschiedene Farben (Wellenlängen) unterschiedliche Brechungswellen. So werden kürzere (z.B. Blau) Wellenlängen stärker gebrochen als lange (z.B. Rot). So entsteht beispielsweise ein Regenbogen, da das Licht in den Wassertropfen gebrochen wird und einzelne Farben unterschiedlich stark gebrochen werden.