Was ist die Lichtbrechung?
Die Lichtbrechung liegt vor, wenn die Lichtwelle bei ihrer Ausbreitung von einem materiellen Medium in ein anderes übergeht, woraufhin sich ihre Richtung und Geschwindigkeit sofort ändert. Es ist ein Prozess, der mit der Reflexion von Licht zusammenhängt und sich gleichzeitig manifestieren kann.
Licht kann sich in materiellen Medien wie Vakuum, Wasser, Luft, Diamant, Glas, Quarz, Glycerin und allen Arten von transparenten oder durchscheinenden Materialien ausbreiten. In jedem Medium breitet sich Licht mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus.
Licht wird gebrochen, wenn es zum Beispiel von der Luft ins Wasser übergeht, wobei sein Winkel und seine Verschiebungsgeschwindigkeit variieren.
An jedem Phänomen der Lichtbrechung sind die folgenden Elemente beteiligt:
- einfallender Blitz: Lichtstrahl, der die Oberfläche zwischen beiden Medien erreicht;
- gebrochener Strahl: Strahl, der abgelenkt wird, wenn die Lichtwelle die Oberfläche passiert;
- normale Linie: imaginäre Linie senkrecht zur Oberfläche, die von dem Punkt aus gebildet wird, an dem beide Strahlen zusammenfallen;
- Einfallswinkel: Winkel, der zwischen dem einfallenden Strahl und der Normalen auftritt. Es wird mit dem Symbol θ . ausgedrückt1;
- Brechungswinkel: ist der Winkel, der zwischen dem gebrochenen Strahl und der Normalen auftritt. Es wird mit dem Symbol θ . ausgedrückt2.
Lichtbrechung
Die Lichtgeschwindigkeit in jedem Medium wird durch eine Größe namens Brechungsindex. Der Brechungsindex dieser Materialmedien wird durch Berechnung der Beziehung zwischen der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Geschwindigkeit des jeweiligen Mediums bestimmt. Die Formel zur Berechnung des Brechungsindex lautet:
Wenn wir einen Teelöffel in eine Tasse Tee geben, sehen wir, als ob er geteilt wäre. Es ist ein Effekt der Lichtbrechung, der diese optische Täuschung erzeugt.
Das gleiche Phänomen tritt auf, wenn wir einen Bleistift oder einen Strohhalm ins Wasser stecken. Die Illusion ist, dass diese durch die Lichtbrechung verbogen werden.
Regenbogen
Ein Regenbogen entsteht durch die Brechung von Licht, wenn es durch kleine Wassertropfen in der Atmosphäre hindurchtritt. Das Licht, wenn es diesen Bereich betritt, zersetzt sich und erzeugt den Farbeffekt.
Siehe auch: Regenbogen
Sonnenlicht Halos
Es ist ein dem Regenbogen ähnliches Phänomen, das in einigen Teilen der Erde oder unter ganz bestimmten atmosphärischen Bedingungen auftritt. Dies geschieht, wenn sich in der Troposphäre Eispartikel ansammeln, die das Licht brechen und zersetzen, wodurch es möglich wird, einen Farbring um die Lichtquelle herum zu unterscheiden.
Gebrochenes Licht in einem Diamanten
Diamanten sind auch in der Lage, Licht zu brechen und es in mehrere Farben zu zerlegen.
Linsen und Lupen
Sowohl die Lupen als auch die von uns verwendeten Linsen basieren auf dem Prinzip der Lichtbrechung, da sie das Licht einfangen und das Bild verformen müssen, damit es vom Auge interpretiert werden kann.
Sonnenstrahlen im Meer
Wir können sehen, wie das Sonnenlicht seinen Winkel und seine Geschwindigkeit ändert, und es wird gestreut, wenn es durch die Oberfläche ins Meer eintritt.
Licht durch ein Buntglasfenster
Die Lichtbrechung erfolgt auch durch Gläser oder Kristalle, die das Licht filtern und in die Umgebung diffundieren.
Reflexion und Brechung des Lichts
Lichtreflexion
Reflexion und Brechung von Licht sind verwandte, wenn auch unterschiedliche Prozesse. Die Reflexion von Licht besteht darin, dass es zurückprallt, wenn es auf eine Oberfläche oder Schnittstelle trifft, die zwei verschiedene Medien trennt. Beispielsweise sind die Spiegelung einer Landschaft in einem See oder eines Gesichts im Spiegel Phänomene der Lichtreflexion.
Stattdessen tritt die Lichtbrechung auf, wenn Licht durch die Oberfläche tritt, die zwei Medien trennt, um seine Ausbreitung fortzusetzen. Beim Durchdringen des zweiten materiellen Mediums ändert der Lichtstrahl den Winkel und die Geschwindigkeit.
