Totalreflexion

Totalreflexion bezeichnet das Phänomen, dass ein Lichtstrahl ab einem bestimmeten Winkel an einem Mediumsübergang komplett reflektiert wird, statt nur gebrochen zu werden.

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Merke

Totalreflexion tritt nur beim Übergang von optisch dichteren zu optisch dünneren Materialien auf.

Dies geschieht, weil der Brechungswinkel (siehe Brechung) größer als 90° wird.


Grenzwinkel

Den Winkel, ab dem eine Totalreflexion auftritt, nennt man Grenzwinkel $\alpha _G$

Man berechnet ihn mithilfe des Brechungsgesetzes:

$n_1 \cdot \sin(\alpha) = n_2 \cdot \sin(\beta)$

Den Grenzwinkel $\alpha _G$ finden wir also, sobald für den Brechungswinkel gilt:

$\beta = 90°$ $\Rightarrow \sin{\beta}= \sin{90°} = 1$

Setzen wir das in unsere Formel ein, erhalten wir:

$\sin(\alpha _G) = \frac{n_2}{n_1}$ $\Rightarrow \alpha _G =\arcsin(\frac{n_2}{n_1})$
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Info

Genutzt wird dieses Phänomen z. B. in Lichtleiter- bzw. Glasfaserkabeln.