Hi Experten!
Suche eine einfache Erklärung des Brechungsindexes „n“!
Danke mfg D 
Hi Experten!
Suche eine einfache Erklärung des Brechungsindexes „n“!
Danke mfg D
Hi!
Also man kann z.B. den Brechungsindex anhand von Einfalls und Ausfallswinkeln erklären, was ich aber ohne Skizze unlustig finde. Einfach wäre zum Beispiel „Brechungsindex ist das Verhältnis von Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zu Lichtgeschwindigkeit im betrachteten Medium“
Wenn du mit „Erklärung“ meinst, wie man ihn praktisch in der Optik anwendet ist das natürlich weniger hilfreich.
mfg
Peter
Nehmen wir 2 Medien an, mit den Brechungsindexen n1 und n2.
Dann verhalten sich die brechungsindexe folgendermassen:
n1 : n2 = v2 : v1 (also die Brechungsindexe sind umgekehrt proportionial zu den Lichtgeschwindigkeiten in den jeweiligen Medien)
soll heissen: Das licht geht immer den schnellsten Weg, nicht den kürzesten.
oder andere Deutung:
n1 : n2 = sin(Winkel2) : sin(Winkel1)
oder wenn wir annehmen das eine Medium ist Vakuum (n1 = 1):
sin(Winkel1) : sin(Winkel2) = n(2)
also Einfallswinkel : Ausfallswinkel ist gleich dem Brechungsindex n.
hoffe das hilft. Ohne Bild ist das aber relativ schlecht zu erkennen.
Ein Bild wäre hier, allerdings fehlt dort der Brechungsindex:
http://monet.unibas.ch/intro-physik/Kapitel_9/img036…
ein schöneres Bild ist hier, aber da fehlen die geschwindigkeiten:
http://www.mikroskopie.de/kurse/grafiken/geometrie/b…
hoffe es hilf ein wenig, Wiz
Schlittenfahrt
Hallo Daniel,
Die unten genannte Formeln sind sicher richtig. Ein gutes BILD für die Brechung ist auch, wenn Du Dir einen Schlittenfahrer vorstellst, der von einer Schneewiese (oben) auf eine Wiese ohne Schnee (tiefer) fährt. Auf schnee ist er schneller, auf Gras langsamer.
Passiert er die Trennstelle im rechten Winkel, so wird er zwar langsamer, fährt aber weiter gerade.
Passiert er die Trennstelle schräg (geht z.B. die Trennstelle von links unten nach rechts oben, er kommt gerade von oben, so ist eine Seite des Schlittens eher auf Gras, wird eher abgebremst, der Schlitten stellst sich geringfügig schräg, und er setzt seine Fahr mit veränderter Richtung fort. Zeichne das ruhig mal auf ein Blatt auf, nur die Trennstelle, den Schlitten vorher und nachher und evt. die eine Senkrechte zu dem Auftreff-Mittelpunkt. Genauso verhält sich ein Lichtstrahl!
Ich hoffe es wird einigermassen klar, wenn Du es aumalst
achim
Gruß Achim
wellenfronten
die geschwindigkeiten sind in den medien unterschiedlich, aber die wellenfronten müssen an der grenzfläche zusammenpassen. so kann man sich das brechungsgesetz selbst herleiten, wenn man dei geschwindigkeiten kennt.
hallo,
das brechungsgesetz kann, wie bereits in den anderen postings angedeutet, über das huygenssche prinzip oder eleganter über den satz von fermat (licht nimmt den weg, für den es die kürzeste zeit benötigt) hergeleitet werden, der brechungsindex ist jener faktor um den die phasengeschwindigkeit einer elektromagnetischen welle im entsprechenden medium abnimmt.
das sind aber nur makroskopische beschreibungen und keine erklärung, die ist nämlich deutlich komplizierter, vereinfacht gesagt: die einfallende welle induziert schwingende dipole, die sekundärwellen, von den dipolen emittiert, die sich auch mit der vakuumlichtgeschwindigkeit ausbreiten, überlagern sich mit der primärwelle, die verminderte phasengeschwindigkeit kommt durch die phasendifferenz zwischen primär- und sekundärwellen zustande (wenn du bei einer feder eine schwingung erzwingst, wird sich auch eine phasenverzögerte schwingung einstellen…)
und noch etwas wird dich verblüffen: der brechungsindex ist eine komplexe zahl! nur für durchsichtige medien kann man den imaginärteil vernachlässigen, der die absorption im medium beschreibt…es gäbe da noch viel zu sagen, lies das in der literatur nach, es lohnt sich…gruß johannes