Frequenz der Impulse im Lichtleiter

oli9999 · Anmeldungsdatum: 03.11.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Durch einen 10 km langen zylinderförmigen Glasstab, der von Luft umgeben ist, sollen Lichtimpulse
geleitet werden. Die Lichtquelle wird als punktförmig angenommen und befindet sich auf der
Zylinderachse. Die Brechzahl des Glases beträgt nGl = 1,4.
Berechnen Sie die maximale Frequenz der Impulse, damit sie getrennt empfangen werden können!

Meine Ideen:
Sehr geehrte Damen und Herren ich hoffe sie können mir bei dieser Aufgabe weiterhelfen.

Meine Lösungsidee war folgende:
Ich wollte die Laufzeiten der Signal (schnellstes Signal: auf Zylinderachse verlaufend; langsamstes Signal: maximaler Weg, also immer mittels Totalreflexion) berechnen. Anschließend wollte ich den Laufzeitunterschied berechnen, und daraus dann irgendwie die Frequenz...
Ist das der richtige Ansatz?
...leider bin ich bei der Berechnung der Laufzeit für den Fall "langsamstes Signal" gescheitert.

Vielen Dank im Vorraus

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Hallo oli9999!

Für die geometrische Betrachtung würde ich mit einer Skizze beginnen: Stirnseite des Stabes, axialer Strahl und ein durch Totalreflexion weitergeleiteter. Das gibt zusammen mit dem Punkt der ersten Totalreflexion ein rechtwinkliges Dreieck, bei dem man den relativen Wegunterschied

aufschreiben kann.

Daran schließt sich die Frage nach der minimalen Wellenlänge beziehungsweise maximalen Frequenz bei der Gesamtlänge s an - unter Beachtung der Lichtgeschwindigkeit im Stab.