NT (Phy)-7: (1.2.1) Die Reflexion des Lichts

NT (Phy)-7: (1.2.1) Die Reflexion des Lichts
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Kapitel: 1. Einführung in die Optik / 1.2 Licht an Grenzflächen
Licht kann von Gegenständen durchgelassen, absorbiert oder gestreut werden. Spiegel oder blank
polierte Metallplatten streuen das Licht aber nicht in alle möglichen Richtungen, sondern lenken es
vielmehr gezielt um. Diesen Effekt bezeichnet man als Reflexion des Lichtes:
Trifft Licht auf einen Gegenstand, so wird der nicht absorbierte Anteil reflektiert, also umgelenkt. Man
unterscheidet gerichtete und ungerichtete Reflexion.
Ungerichtete Reflexion
Weißes Papier ist nur deshalb aus allen Richtungen
sichtbar, weil das Licht einer Lichtquelle nicht vollständig
absorbiert, sondern an der Oberfläche in alle Richtungen
umgelenkt wird. Das Licht wird vom Papier ungerichtet
reflektiert, also gestreut.
Gerichtete Reflexion
Von einem Spiegel wird ein Lichtbündel
vollständig in eine bestimmte Richtung
umgelenkt, also gerichtet reflektiert. Aus
anderen Richtungen betrachtet bleibt die
Spiegelfläche dunkel.
Untersucht man die gerichtete Reflexion am ebenen Spiegel mithilfe des Lichtstrahlen-Modells genauer,
so kann man verschiedene Gesetzmäßigkeiten feststellen:
Das einfallende Lichtbündel und das reflektierte Lichtbündel verlaufen in
derselben Ebene, die zusätzlich durch das Lot auf die Spiegelfläche im
Auftreffpunkt festgelegt wird. Den Winkel zwischen einfallendem Strahl
und Lot nennt man Einfallswinkel α, den Winkel zwischen Lot und
reflektiertem Strahl nennt man Reflexionswinkel α'. Die Winkel α und α'
sind gleich groß. Ein senkrecht einfallender Strahl (α = 0°) wird in sich
selbst reflektiert.
Fällt das Licht aus der Richtung des reflektierten Strahls ein, so wird der
bisherige Reflexionswinkel zum Einfallswinkel und der bisherige
Einfallswinkel zum Reflexionswinkel. Der Lichtweg bleibt gleich, nur die
Durchlaufrichtung ist umgekehrt.
Das Prinzip von der Umkehrbarkeit des Lichtweges hilft in der Praxis
Unfälle zu vermeiden: Immer wenn man die Augen eines anderen
Verkehrsteilnehmers über einen Spiegel sehen kann, so kann dieser auch
einen selbst über den Spiegel sehen.
Parallele Lichtbündel bleiben nach der Reflexion weiterhin parallel. Divergente, also
auseinanderstrebende Lichtbündel bleiben divergent.
Die Beobachtungen bei der Reflexion des Lichtes am ebenen Spiegel fasst man als Reflexionsgesetz
zusammen.
①
Bei der Reflexion des Lichts ist der Einfallswinkel α stets so groß wie der Reflexionswinkel α'.
Es gilt: α = α'.
②
Der einfallende Lichtstrahl, das Einfallslot und der reflektierte Lichtstrahl liegen in ein und
derselben (gedachten) Ebene.
③
Bei der Reflexion ist der Lichtweg umkehrbar.
Gymnasium Bayern (G8) · Kurs: Natur und Technik (Physik) 7 · © Philipp Gillemot, Bonn 2014