Lichtstrahlengang in einem Glasprisma. Strahlengang in einem dreieckigen Prisma

Video-Tutorial 2: Geometrische Optik: Brechungsgesetze

Vorlesung: Gesetze der Lichtbrechung. Strahlengang in einem Prisma

In dem Moment, in dem ein Strahl auf ein anderes Medium fällt, wird er nicht nur reflektiert, sondern durchdringt es auch. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten ändert es jedoch seinen Weg. Das heißt, der Strahl ändert beim Auftreffen auf die Grenze seine Ausbreitungsbahn und bewegt sich mit einer Verschiebung um einen bestimmten Winkel. Brechung tritt auf, wenn der Strahl in einem bestimmten Winkel zur Senkrechten fällt. Wenn es mit der Senkrechten zusammenfällt, findet keine Brechung statt und der Strahl dringt im gleichen Winkel in das Medium ein.

Luftmedien

Die häufigste Situation beim Übergang von Licht von einem Medium in ein anderes ist der Übergang von Luft.

Also, auf dem Bild JSC- Strahleneinfall auf die Grenzfläche, CO Und OD- Senkrechte (Normale) zu den Medienabschnitten, abgesenkt vom Einfallspunkt des Strahls. OB- ein Strahl, der gebrochen und in ein anderes Medium geleitet wurde. Der Winkel zwischen der Normalen und dem einfallenden Strahl wird Einfallswinkel genannt (AOC). Der Winkel zwischen dem gebrochenen Strahl und der Normalen wird Brechungswinkel genannt (BSB).

Um die Brechungsintensität eines bestimmten Mediums herauszufinden, wird ein PV eingeführt, der als Brechungsindex bezeichnet wird. Dieser Wert ist tabellarisch und für Grundstoffe ist der Wert ein konstanter Wert, der der Tabelle entnommen werden kann. Am häufigsten werden bei Problemen die Brechungsindizes von Luft, Wasser und Glas verwendet.

Brechungsgesetze für Luft-Medium

1. Bei der Betrachtung des einfallenden und gebrochenen Strahls sowie der Normalen zu den Medienabschnitten liegen alle aufgeführten Größen in derselben Ebene.

2. Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels ist ein konstanter Wert, der dem Brechungsindex des Mediums entspricht.

Aus dieser Beziehung geht hervor, dass der Wert des Brechungsindex größer als eins ist, was bedeutet, dass der Sinus des Einfallswinkels immer größer ist als der Sinus des Brechungswinkels. Das heißt, wenn der Strahl die Luft in ein dichteres Medium verlässt, verringert sich der Winkel.

Der Brechungsindex zeigt auch, wie sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in einem bestimmten Medium im Verhältnis zur Ausbreitung im Vakuum ändert:

Daraus können wir die folgende Beziehung erhalten:

Wenn wir Luft betrachten, können wir einige Vernachlässigungen machen – gehen wir davon aus, dass der Brechungsindex dieses Mediums gleich eins ist, dann beträgt die Geschwindigkeit der Lichtausbreitung in der Luft 3 * 10 8 m/s.

Strahlreversibilität

Diese Gesetze gelten auch in Fällen, in denen die Richtung der Strahlen erfolgt umgekehrte Richtung, also aus der Umgebung in die Luft. Das heißt, der Weg der Lichtausbreitung wird nicht durch die Richtung beeinflusst, in die sich die Strahlen bewegen.

Brechungsgesetz für beliebige Medien

Betrachten wir eine Methode zur Bestimmung des Brechungsindex, die für transparente Substanzen anwendbar ist. Die Methode besteht darin, den Ablenkungswinkel der Strahlen zu messen, wenn Licht durch ein Prisma aus dem zu untersuchenden Material fällt. Ein paralleles Strahlenbündel ist auf das Prisma gerichtet, daher reicht es aus, den Weg eines von ihnen (S 1) in einer Ebene senkrecht zur Schnittlinie des Strahls der brechenden Flächen des Prismas zu betrachten (Abb. 6). ).

A 1 ─Richtung der Normalen zur Fläche, auf die der Strahl S 1 fällt,

A 2 ─ Richtung der Normalen zur Fläche, aus der der Strahl S 2 austritt,

ich 1 , ich 2 - Einfallswinkel,

R 1 , R 2 - Brechungswinkel an den Grenzflächen AC und AB jeweils,

φ - Brechungswinkel des Prismas,

δ - der Ablenkungswinkel des aus dem Prisma austretenden Strahls relativ zur ursprünglichen Richtung.

Der Weg des Strahls durch das Prisma wird anhand der Gesetze der Lichtbrechung berechnet. Bei der Brechung an der ersten Fläche des Prismas Wechselstrom wir bekommen

(12)

Dabei ist n der Brechungsindex des Prismenmaterials für eine bestimmte Lichtwellenlänge.

Für Kante AB Das Brechungsgesetz wird geschrieben als

. (13)

Die Beziehungen 12 und 13 ermöglichen es uns, Ausdrücke zur Bestimmung zu finden N. Allerdings müssen die Winkel experimentell bestimmt werden R 1 Und ich 1 Es ist schwer genug. In der Praxis ist es praktischer, den Strahlablenkungswinkel mit einem Prisma zu messen δ und der Brechungswinkel des Prismas φ.

Lassen Sie uns die Formel zur Bestimmung des Brechungsindex erhalten N durch die Ecken δ Und φ .

Zunächst verwenden wir den in der Geometrie bekannten Satz, dass der Außenwinkel eines Dreiecks gleich der Summe der nicht angrenzenden Innenwinkel ist. Dann aus dem Dreieck EDF wir bekommen

φ = R 1 + ich 2 . (14)

Aus dem Dreieck EHF und unter Verwendung von (14) erhalten wir:

δ =(ich 1 -R 1 )+(r 2 - ich 2 )=ich 1 +r 2 -(R 1 + ich 2 )=ich 1 +r 2 + φ . (15)

Dann drücken wir den Winkel aus δ durch die Ecke R 1 , unter Verwendung der Brechungsgesetze (12), (13) und (14) und bestimmen Sie die Bedingungen für die Minimalität δ :

ich 1 = arcsin(n sin r 1);

r 2 = arcsin(n sin ich 2 ) = arcsin(n sin ( φ-r 1 ));

δ = arcsin(n sin R 1 ) +arcsin(n sin ( φ-r 1 )).

Sucht δ aus R 1 hat ein Minimum, dessen Bedingung durch Gleichsetzung der Ableitung gefunden werden kann δ aus R 1 null:

Ausdruck (16) ist erfüllt, wenn R 1 = φ - R 1. Gemäß (14) haben wir φ - R 1 = ich 2 , Deshalb R 1 = ich 2 . Aus den Brechungsgesetzen (12) und (13) folgt dann, dass die Winkel ich 1 , R 2 muss auch gleich sein: ich 1 = R 2 . Unter Berücksichtigung von (14) und (15) erhalten wir:

φ = 2 R 1 ; δ Mindest =2 ich 1 – φ .

Unter Berücksichtigung dieser Gleichheiten erhalten wir schließlich:

Und
.

Folglich erfolgt der kleinste Strahlablenkungswinkel durch das Prisma δ Mindest Der Brechungsindex der Prismensubstanz kann durch die Formel bestimmt werden

. (17)

Die Bestimmung des Brechungsindex einer Substanz kommt also einer Messung gleich Brechungswinkel des Prismas Und Winkel der kleinsten Abweichung Strahlen .

Winkel der kleinsten Abweichung δ wird durch zwei Richtungen gebildet: die Richtung des auf das Prisma einfallenden Strahls S 1 und die Richtung des aus dem Prisma austretenden Strahls S 2 . Wenn die Strahlungsquelle nicht monochromatisch ist, ändert sich aufgrund der Dispersion der Prismensubstanz die Richtung des gebrochenen Strahls EF und damit die Richtung des austretenden Strahls S 2 wird für verschiedene Wellenlängen unterschiedlich sein, d. h. S 2 =f( λ ). Dies führt zu δ Und N für verschiedene λ, wird anders sein.

Brechungswinkel eines Prismas φ gebildet durch die Fläche eines Prismas SA, auf die der Strahl fällt und das Gesicht AB, aus der die Strahlung austritt, oder senkrecht zu diesen Flächen A 1 Und A 2 jeweils.

Die Strahlungsquelle in der Arbeit ist eine Quecksilberlampe.

„Physik der Lichtbrechung“ – N 2.1 – der relative Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten. Wenn n<1, то угол преломления больше угла падения. Если обозначить скорость распространения света в первой среде V1, а во второй – V2, то n = V1/ V2. Преломление света. Законы преломления света 8 класс. План изложения нового материала:

„Lichtbrechung“ – Lichtstrahl. Nichthomozentrische Strahlen konvergieren nicht in einem Punkt im Raum. Sichtbares Licht ist elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen? 380-760 nm (violett bis rot). Auf die Folie wurde Quecksilber gegossen, das mit Zinn ein Amalgam bildete. Eine Reihe nahe beieinander liegender Lichtstrahlen kann als Lichtstrahl betrachtet werden.

„Reflexion und Brechung des Lichts“ – Rene Descartes. C > V. Ist es möglich, eine Unsichtbarkeitskappe zu erstellen? Euklid. Euklids Experiment. Euklid (III. Jahrhundert v. Chr.) - antiker griechischer Wissenschaftler. Das Gesetz der Lichtbrechung. Abhängigkeit des Brechungswinkels vom Einfallswinkel. Physiklehrerin an der Oktyabrskaya-Sekundarschule Nr. 1 Salikhova I.E. (Link zum Experiment „Strahlengang Luft – Glas“).

„Brechungsgesetze“ – Lichtbrechung Beispiele für Phänomene. Reversibles Diagramm. Welches Medium ist optisch dichter? 1. Die Abbildung zeigt die Brechung eines Lichtstrahls an der Grenze zweier Medien. Definition. Optische Instrumente 1. Mikroskop. 2.Kamera. 3.Teleskop. Brechungsgesetze. Das Diagramm zeigt das Prinzip der Reversibilität von Lichtstrahlen.

„Physik der Lichtbrechung“ – Lichtbrechung. Autor: Vasilyeva E.D. Physiklehrer, Gymnasium der Städtischen Bildungseinrichtung, 2009 Aus dem Märchen von G.-H. Gesetze der Lichtbrechung. Aber leider! Spiegeldiffus. Totale Reflexion. Betrachtung -.

„Lichtbrechung in verschiedenen Medien“ – Fata Morgana des Ultra-Fernsehens. Regenbogen aus der Sicht eines Beobachters. Wahre (A) und scheinbare (B) Position des Fisches. Strahlengang in einem optisch inhomogenen Medium. Warum erscheinen die Beine einer Person, die ins Wasser geht, kürzer? Kleiner Kreis. Lichtleiter. Unter Brechung versteht man die Abweichung des Lichts von der linearen Ausbreitung in einem optisch inhomogenen Medium.

Gesetz der Lichtbrechung

Das Phänomen der Lichtbrechung ist wohl jedem schon einmal begegnet Alltagsleben. Wenn Sie beispielsweise eine Röhre in ein transparentes Glas mit Wasser senken, werden Sie feststellen, dass der Teil der Röhre, der sich im Wasser befindet, zur Seite verschoben zu sein scheint. Dies erklärt sich dadurch, dass an der Grenze der beiden Medien eine Richtungsänderung der Strahlen, also die Lichtbrechung, erfolgt.

Wenn Sie ein Lineal schräg ins Wasser senken, scheint es auf die gleiche Weise gebrochen zu sein und sein Unterwasserteil steigt höher.

Schließlich stellt sich heraus, dass Lichtstrahlen an der Grenze zwischen Luft und Wasser eine Brechung erfahren. Ein Lichtstrahl trifft in einem Winkel auf die Wasseroberfläche und dringt dann in einem anderen Winkel und mit einer geringeren Neigung zur Vertikalen tief ins Wasser ein.

Wenn Sie einen Rückstrahl aus dem Wasser in die Luft schießen, folgt dieser demselben Weg. Der Winkel zwischen der Senkrechten zur Grenzfläche am Einfallspunkt und dem einfallenden Strahl wird als Einfallswinkel bezeichnet.

Der Brechungswinkel ist der Winkel zwischen derselben Senkrechten und dem gebrochenen Strahl. Die Lichtbrechung an der Grenze zweier Medien wird erklärt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten Ausbreitung von Licht in diesen Medien. Bei der Lichtbrechung gelten immer zwei Gesetze:

Erstens liegen die Strahlen, unabhängig davon, ob sie einfallen oder gebrochen werden, sowie die Senkrechte, die die Grenzfläche zwischen zwei Medien am Bruchpunkt des Strahls darstellt, immer in derselben Ebene;

Zweitens ist das Verhältnis des Sinus-Einfallswinkels zum Sinus-Brechungswinkel für diese beiden Medien ein konstanter Wert.

Diese beiden Aussagen drücken das Gesetz der Lichtbrechung aus.

Der Sinus des Einfallswinkels α hängt mit dem Sinus des Brechungswinkels β zusammen, ebenso wie die Geschwindigkeit der Welle im ersten Medium – v1 – mit der Geschwindigkeit der Welle im zweiten Medium – v2 – zusammenhängt und gleich ist auf den Wert n. N ist ein konstanter Wert, der nicht vom Einfallswinkel abhängt. Der Wert n wird als Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten Medium bezeichnet. Und wenn das erste Medium ein Vakuum war, dann wird der Brechungsindex des zweiten Mediums als absoluter Brechungsindex bezeichnet. Dementsprechend ist es gleich dem Verhältnis des Sinus-Einfallswinkels zum Sinus-Brechungswinkel, wenn ein Lichtstrahl aus einem Vakuum in ein bestimmtes Medium gelangt.

Der Brechungsindex hängt von den Eigenschaften des Lichts, von der Temperatur des Stoffes und von seiner Dichte, also von den physikalischen Eigenschaften des Mediums, ab.

Häufiger müssen wir den Übergang von Licht durch die Luft-Feststoff- oder Luft-Flüssigkeits-Grenze berücksichtigen als durch die vakuumdefinierte Medium-Grenze.

Es ist auch zu beachten, dass der relative Brechungsindex zweier Substanzen gleich dem Verhältnis von ist absolute Indikatoren Brechung.

Machen wir uns mit diesem Gesetz anhand einfacher physikalischer Experimente vertraut, die Ihnen allen im Alltag zur Verfügung stehen.

Erleben Sie 1.

Legen wir die Münze so in den Becher, dass sie hinter dem Rand des Bechers verschwindet, und gießen wir nun Wasser in den Becher. Und das Überraschende: Die Münze tauchte hinter dem Rand des Bechers auf, als ob sie nach oben geschwommen wäre oder als ob der Boden des Bechers nach oben gestiegen wäre.

Lassen Sie uns eine Münze in eine Tasse Wasser und die daraus kommenden Sonnenstrahlen zeichnen. An der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser werden diese Strahlen gebrochen und treten in einem großen Winkel aus dem Wasser aus. Und wir sehen die Münze an der Stelle, an der die Linien der gebrochenen Strahlen zusammenlaufen. Daher ist das sichtbare Bild der Münze höher als die Münze selbst.

Erfahrung 2.

Stellen wir einen mit Wasser gefüllten Behälter mit parallelen Wänden in den Weg der parallelen Lichtstrahlen. Beim Eintritt aus der Luft ins Wasser drehten sich alle vier Strahlen um einen bestimmten Winkel, und beim Austritt aus dem Wasser in die Luft drehten sie sich um denselben Winkel, jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

Erhöhen wir die Neigung der Strahlen, und am Ausgang bleiben sie immer noch parallel, bewegen sich aber mehr zur Seite. Aufgrund dieser Verschiebung wirken die Zeilen des Buches, wenn man sie durch eine transparente Platte betrachtet, zerschnitten. Sie bewegten sich nach oben, genau wie die Münze im ersten Experiment nach oben stieg.

In der Regel sehen wir alle transparenten Objekte allein dadurch, dass Licht an ihrer Oberfläche gebrochen und reflektiert wird. Gäbe es einen solchen Effekt nicht, wären alle diese Objekte völlig unsichtbar.

Erleben Sie 3.

Lassen Sie uns die Plexiglasplatte in ein Gefäß mit transparenten Wänden absenken. Sie ist deutlich sichtbar. Jetzt gießen wir es in das Gefäß Sonnenblumenöl, und die Platte wurde fast unsichtbar. Die Sache ist die Lichtstrahlen An der Grenze von Öl und Plexiglas werden sie nahezu nicht gebrochen, sodass die Platte zu einer unsichtbaren Platte wird.

Strahlengang in einem dreieckigen Prisma

In verschiedenen optischen Instrumenten wird häufig ein dreieckiges Prisma verwendet, das aus einem Material wie Glas oder anderen transparenten Materialien bestehen kann.

Beim Durchgang durch ein dreieckiges Prisma werden Strahlen an beiden Flächen gebrochen. Der Winkel φ zwischen den brechenden Flächen des Prismas wird Brechungswinkel des Prismas genannt. Der Ablenkwinkel Θ hängt vom Brechungsindex n des Prismas und dem Einfallswinkel α ab.

Θ = α + β1 - φ, f= φ + α1

Sie alle kennen den berühmten kleinen Reim zur Erinnerung an die Farben des Regenbogens. Aber warum sind diese Farben immer in der gleichen Reihenfolge angeordnet, wie sie aus Weiß gewonnen werden? Sonnenlicht, und warum es außer diesen sieben keine anderen Farben im Regenbogen gibt, ist nicht jedem bekannt. Dies lässt sich leichter durch Experimente und Beobachtungen erklären.

Auf Seifenfilmen können wir wunderschöne Regenbogenfarben sehen, insbesondere wenn diese Filme sehr dünn sind. Die Seifenlauge fließt nach unten und farbige Streifen bewegen sich in die gleiche Richtung.

Nehmen wir einen transparenten Deckel aus einer Plastikbox und kippen Sie ihn nun so, dass der Deckel reflektiert weißer Bildschirm Computer. Auf dem Lid erscheinen unerwartet helle Regenbogenflecken. Und was für wunderschöne Regenbogenfarben sichtbar sind, wenn Licht von einer CD reflektiert wird, besonders wenn man die CD mit einer Taschenlampe beleuchtet und dieses Regenbogenbild an die Wand wirft.

Der große englische Physiker Isaac Newton versuchte als erster, das Aussehen der Regenbogenfarben zu erklären. Er ließ einen schmalen Sonnenstrahl in den dunklen Raum und stellte ihm ein dreieckiges Prisma in den Weg. Das aus dem Prisma austretende Licht bildet ein Farbband, das Spektrum genannt wird. Die Farbe, die im Spektrum am wenigsten abweicht, ist Rot, und die Farbe, die am stärksten abweicht, ist Violett. Alle anderen Farben des Regenbogens liegen ohne besonders scharfe Grenzen zwischen diesen beiden.

Laborerfahrung

Als weiße Lichtquelle wählen wir eine helle LED-Taschenlampe. Um einen schmalen Lichtstrahl zu erzeugen, platzieren Sie einen Schlitz direkt hinter der Taschenlampe und den zweiten direkt vor dem Prisma. Auf dem Bildschirm ist ein heller Regenbogenstreifen zu sehen, bei dem Rot, Grün und Blau deutlich zu erkennen sind. Sie bilden die Grundlage des sichtbaren Spektrums.

Platzieren wir eine Zylinderlinse im Weg des farbigen Strahls und stellen wir die Schärfe ein – der Strahl auf dem Bildschirm sammelt sich zu einem schmalen Streifen, alle Farben des Spektrums werden gemischt und der Streifen wird wieder weiß.

Warum verwandelt ein Prisma weißes Licht in einen Regenbogen? Es stellt sich heraus, dass alle Farben des Regenbogens bereits im weißen Licht enthalten sind. Der Brechungsindex von Glas variiert von Strahl zu Strahl verschiedene Farben. Daher lenkt das Prisma diese Strahlen unterschiedlich ab.

Jede einzelne Farbe des Regenbogens ist rein und kann nicht in andere Farben aufgeteilt werden. Newton bewies dies experimentell, indem er einen schmalen Strahl aus dem gesamten Spektrum isolierte und ein zweites Prisma in seinen Weg stellte, bei dem keine Aufspaltung auftrat.

Jetzt wissen wir, wie ein Prisma weißes Licht in einzelne Farben aufspaltet. Und in einem Regenbogen wirken Wassertropfen wie kleine Prismen.

Wenn man jedoch eine CD mit einer Taschenlampe beleuchtet, funktioniert ein etwas anderes Prinzip, das nichts mit der Lichtbrechung durch ein Prisma zu tun hat. Diese Prinzipien werden im Physikunterricht, der sich dem Licht und der Wellennatur des Lichts widmet, weiter untersucht.

Lassen Sie den Strahl auf eine der Flächen des Prismas fallen. Nach der Brechung am Punkt verläuft der Strahl in die Richtung und verlässt das Prisma nach der zweiten Brechung am Punkt in die Luft (Abb. 189). Finden wir den Winkel, um den der Strahl, der durch das Prisma geht, von der ursprünglichen Richtung abweicht. Wir nennen diesen Winkel den Ablenkungswinkel. Der Winkel zwischen den Brechungsflächen, Brechungswinkel des Prismas genannt, wird mit bezeichnet.

Reis. 189. Brechung in einem Prisma

Aus einem Viereck, in dem die Winkel bei und recht sind, finden wir, dass der Winkel gleich ist. Damit finden wir aus dem Viereck

Ein Winkel ist, wie ein Außenwinkel in einem Dreieck, gleich

Dabei ist der Brechungswinkel am Punkt und der Einfallswinkel am Punkt des aus dem Prisma austretenden Strahls. Unter Verwendung des Brechungsgesetzes haben wir außerdem

Mithilfe der resultierenden Gleichungen können wir unter Kenntnis des Brechungswinkels des Prismas und des Brechungsindex den Ablenkwinkel für jeden Einfallswinkel berechnen.

Der Ausdruck für den Ablenkwinkel nimmt eine besonders einfache Form an, wenn der Brechungswinkel des Prismas klein ist, das heißt, das Prisma dünn und der Einfallswinkel klein ist; dann ist der Winkel auch klein. Wenn wir die Sinuswerte der Winkel in den Formeln (86.3) und (86.4) ungefähr durch die Winkel selbst (im Bogenmaß) ersetzen, erhalten wir

.

Wenn wir diese Ausdrücke in die Formel (86.1) einsetzen und (86.2) verwenden, finden wir

Wir werden diese Formel verwenden, die für ein dünnes Prisma gilt, wenn Strahlen in einem kleinen Winkel darauf fallen.

Bitte beachten Sie, dass der Ablenkungswinkel des Strahls im Prisma vom Brechungsindex der Substanz abhängt, aus der das Prisma besteht. Wie wir oben angedeutet haben, ist der Brechungsindex für verschiedene Lichtfarben unterschiedlich (Streuung). Bei transparenten Körpern ist der Brechungsindex der violetten Strahlen am höchsten, gefolgt von den blauen, cyanfarbenen, grünen, gelben, orangefarbenen und schließlich roten Strahlen, die den niedrigsten Brechungsindex haben. Dementsprechend ist der Ablenkwinkel für violette Strahlen am größten, für rote Strahlen am kleinsten und der Strahl Weiß, das auf das Prisma fällt, wird es beim Verlassen des Prismas in eine Reihe farbiger Strahlen zerlegt (Abb. 190 und Abb. I auf dem farbigen Vorsatzblatt), d. h. es entsteht ein Strahlenspektrum.

Reis. 190. Zerlegung von weißem Licht bei der Brechung in einem Prisma. Ein einfallender weißer Lichtstrahl wird als Front dargestellt, zu der die Wellenausbreitungsrichtung senkrecht steht. Für gebrochene Strahlen werden nur die Richtungen der Wellenausbreitung angezeigt

18. Indem Sie einen Bildschirm hinter ein Stück Pappe mit einem kleinen Loch darin platzieren, können Sie Quellen auf diesem Bildschirm abbilden. Unter welchen Bedingungen ist das Bild auf dem Bildschirm klar? Erklären Sie, warum das Bild auf dem Kopf steht.

19. Beweisen Sie, dass ein Bündel paralleler Strahlen nach der Reflexion an einem Planspiegel gleich bleibt

Reis. 191. Zu Übung 27. Wenn der Becher leer ist, sieht das Auge die Münze nicht (a), wenn der Becher jedoch mit Wasser gefüllt ist, ist die Münze sichtbar (b). Ein Stock, der an einem Ende in Wasser getaucht ist, scheint zerbrochen zu sein (c). Fata Morgana in der Wüste (d). Wie ein Fisch einen Baum und einen Taucher sieht (d)

20. Warum Winkel ist gleich Einfall eines Strahls, wenn der einfallende Strahl und der reflektierte Strahl einen Winkel bilden?

21. Wie groß ist der Einfallswinkel des Strahls, wenn der reflektierte Strahl und der gebrochene Strahl einen Winkel bilden? Der Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten ist gleich.

22. Beweisen Sie die Umkehrbarkeit der Richtung der Lichtstrahlen für den Fall der Lichtreflexion.

23. Ist es möglich, ein System aus Spiegeln und Prismen (Linsen) zu erfinden, durch das ein Beobachter einen zweiten Beobachter sehen würde, der zweite Beobachter jedoch den ersten nicht sehen würde?

24. Der Brechungsindex von Glas im Verhältnis zu Wasser beträgt 1,182; der Brechungsindex von Glycerin im Verhältnis zu Wasser beträgt 1,105. Ermitteln Sie den Brechungsindex von Glas im Verhältnis zu Glycerin.

25. Finden Grenzwinkel Totalreflexion für Diamant an der Grenze zu Wasser.

26. Finden Sie die Verschiebung des Strahls beim Durchgang durch eine planparallele Glasplatte mit einem Brechungsindex von 1,55, wenn der Einfallswinkel beträgt und die Dicke der Platte beträgt

27. Erklären Sie anhand der Brechungs- und Reflexionsgesetze die in Abb. 191