Aquarium - Totalreflexion und Winkel bestimmen

Timothy · Gast

Meine Frage:
Hallo,

Licht fällt aus der Luft durch eine Glasplatte (nG = 1.5) in Wasser (nW = 1.33). Berechnen Sie den Brechungswin- kel des Strahls im Wasser, wenn der Einfallswinkel aus der Luft 45° betrug. Wenn Licht aus dem Wasser durch das Glas in die Luft tritt, kann Totalreflexion auftreten. Unter welchem minimalen Winkel gegen die Vertikale muss das Licht aus dem Wasser auf das Glas fallen, damit kein Strahl in die Luft gelangt?

Meine Ideen:
Meine Idee war es, den Winkel mithilfe des arcsin von (nG / nW * sin(45°) zu berechnen. Heraus kommt jedoch ein anderes Ergebnis, als in den Lösungen steht. Und bei der Totalreflexion lässt man ja quasi den letzten Teil (*sin(45°)) weg. Auch hier kommt ein anderer Wert raus, als es eigentlich sein sollte.
Kann mir jemand die Vorgehensweise bei dieser Aufgabe erklären und vor allem, welche Formeln man benötigt und wie man die verwendet?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Die 45° (zum Lot) hat der Strahl aber in der Luft und nicht in der Glasplatte. In der Glasplatte wird der Winkel dann kleiner sein und im Wasser wieder größer. Das Lot ist ja bei parallelen Trennflächen auch parallel. Der Winkel im Wasser kann also genau so berechnet werden, als ob die Glasplatte gar nicht da wäre (der Strahl ist zwar versetzt, aber der Winkel ist wie ohne Glas).
Bei der Totalreflexion verstehe ich nicht ganz, was Du meinst. Prinzipiell rechnest Du den Grenzwinkel so aus, wie wenn der gebrochene Strahl 90° zum Lot hätte (oder mehr), was so ja keinen Lichtstrahl mehr gäbe. Die Brechung ist von einem Medium mit mW=1,33 zu einem Medium mit mG=1,5. Also musst Du ja den arcsin(1,33/1,5) rechnen. Du hast da nG/nW geschrieben, wofür es ja gar keine Lösung gäbe.

Gruß
Marco

PS: Was sind denn die Musterlösungen?