Totalreflexion Glasfaserkabel?

KnowHow21 · Anmeldungsdatum: 28.09.2018 Beiträge: 1

Meine Frage:
Es geht um folgende Aufgabe:
Bei einer Glasfaser für einen Lichtleiter beträgt die Brechzahl für den Glasfaserkern 1,6 und für den Mantel 1,55.
a) Wie groß ist der Grenzwinkel der Totalreflexion für die beiden Glassorten und für den Übergang Kern-Mantel?
b) Ermitteln Sie für die gegebenen Bedingungen den maximal möglichen Einstrahlwinkel.

Ich hab irgendwo in der Aufgabe einen Denkfehler und komm einfach nicht auf die Lösung...
Danke schonmal für Hilfe smile

Meine Ideen:
Für a) Da hab ich für die beiden Glassorten gerechnet mit: sin alpha=1÷n und da komm ich für den Glasfaserkern auf alpha=38,68 Grad und für den Mantel auf alpha=40,18 Grad. Für den Grenzwinkel von Kern zu Mantel hab ich dann gerechnet mit sin alpha=n2/n1, da komm ich dann auf ?=75,64 Grad. Stimmt das soweit?

Bei b) bin ich allerdings ratlos. Klar ist, dass der Einfallswinkel unter 40,18 Grad liegen muss, weil es sonst schon direkt beim Mantel zur Totalreflexion kommt. Aber wie komm ich jetzt auf den Einfallswinkel alpha, der so groß ist, dass der Eintrittswinkel von Mantel zu Kern dann geringer als 75,64 Grad ist? Weil der muss ja drunter liegen, sonst kommt es im Kern zu einer Totalreflexion...

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

a) ist richtig.

b) Beim Einfall in den Lichtleiter wird das Licht an der Grenzfläche Luft (Vakuum)-Kern gebrochen. Diese Grenzfläche steht senkrecht zu den Grenzflächen Kern-Mantel. Ein minimaler Winkel bei der Grenzschicht Kern-Mantel entspricht deshalb einem maximalen Winkel bei der Grenzschicht Luft-Kern (90°-Grenzwinkel aus Teil a)). Dann mit diesem Winkel und dem Brechungsgesetz den maximalen Einfallswinkel von aussen in den Lichtleiter berechnen.