Eine punktförmige Lichtquelle sei 0.4 m unterhalb der Oberfläche eines Terpentibehälters angebracht. Berechnen Sie die Brechzahl n für Terpentin, wenn der Flächeninhalt des grössten Kreises auf der Flüssigkeitsoberfläche, durch den das direkt von der Lichtquelle kommende Licht austreten kann 0.43 m^2 beträgt.
2 Schwierigkeiten…also mein Problem ist überhaupt mal eine Skizze zu zeichnen. Shocked habe mal was gezeichnet…dann bin ich auf ein rechtwinkliges Dreieck gekommen…
die nächste Schwierigkeit ist, ich kenne nur die Formel aus dem sin (Winkel) die Brechzahl zu berechnen… gibt es da noch andere?
Eine punktförmige Lichtquelle sei 0.4 m unterhalb der
Oberfläche eines Terpentibehälters angebracht. Berechnen Sie
die Brechzahl n für Terpentin, wenn der Flächeninhalt des
grössten Kreises auf der Flüssigkeitsoberfläche, durch den das
direkt von der Lichtquelle kommende Licht austreten kann 0.43
m^2 beträgt.
2 Schwierigkeiten…also mein Problem ist überhaupt mal eine
Skizze zu zeichnen. Shocked habe mal was gezeichnet…dann bin
ich auf ein rechtwinkliges Dreieck gekommen…
Ja, und das ist doch auch schon die Lösung. Ist Dein Dreieck die halbe Querschnittfläche eines auf dem Kopf stehenden Kegels mit Kegelgrundfläche = Lichtfleck auf der Terpentinoberfläche, und Kegelspitze = Lichtquelle? Falls ja: Bestens
Jetzt benötigst Du nur noch die Bedingung für Totalreflexion, weil die der Grund ist, warum es überhaupt einen Lichtfleck gibt (außerhalb des Flecks wird das Licht wieder nach unten zurückreflektiert).
Überleg Dir, wo der Totalreflexionswinkel genau ist, und wo er noch mal auftritt. Dann die passende trigonometrische Beziehung für das rechtwinklige Dreieck anwenden, und in Nullkommanix steht das Ergebnis auf dem Papier.
die nächste Schwierigkeit ist, ich kenne nur die Formel aus
dem sin (Winkel) die Brechzahl zu berechnen… gibt es da noch
andere?
Huhu also ich denke die Zeichnung stimmt soweit. Jetzt muss ich ja noch den Einfallswinkel berechnen…nur meine Frage ist, wieso weiss man, dass genau dort eine Totalreflexion (wie oben erwähnt an den Seiten des Flecks) stattfindet? Somit kann ich ja den kritischen Einfallswinkel berechnen und dann n1 und n2 = sin (kritischer Einfallswinkel) gleichstellen. Sehe ich das so richtig? Aber eben, wieso weiss man, dass dort eine Totalreflexion stattfindet?
Grüsse und dankeschön
Nicole
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ist, wieso weiss man, dass genau dort eine Totalreflexion (wie
oben erwähnt an den Seiten des Flecks) stattfindet?
es gibt zwei Bereiche: innerhalb und außerhalb des hellen Flecks auf der Oberfläche. Innerhalb ist es hell, weil die von der Lichtquelle in 0.4 m Tiefe kommenden Strahlen aus dem Terpentin raus in die Luft gebrochen werden. Das schaffen aber nur die genügend senkrechten Lichtstrahlen. Denn je „seitlicher“ ein Strahl die Lichtquelle verläßt, desto flacher trifft er auch von unten auf die Oberfläche. Bei genügend großer „Flachheit“ kommt es schließlich zur Totalreflexion, bei der der Lichtstrahl wieder zurück ins Terpentin reflektiert wird. Überall wo dies passiert, ist das dunkle „außerhalb des Lichtflecks“.
Somit kann ich ja den kritischen Einfallswinkel berechnen und dann
n1 und n2 = sin (kritischer Einfallswinkel) gleichstellen. Sehe ich
das so richtig?
