Brechung (Refraktion) des Lichtes

Zusammenfassung

In Wasser oder Glas einfallende Lichtstrahlen werden z. T. an der Oberfläche reflektiert, z. T. dringen sie ins Innere ein. Bei schräger Einfallsrichtung sieht man, daß sie dabei aus ihrer geraden Richtung abgelenkt, d. h. gebrochen werden. Ursache ist die verschiedene Geschwindigkeit des Lichtes in Luft und Wasser bzw. Glas. Sie hat überhaupt in jedem Medium einen anderen Wert. Das Brechungsgesetz wurde bereits in der allgemeinen Wellenlehre (S. 185) hergeleitet. Der Quotient aus der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c ₀ und der Lichtgeschwindigkeit c in einem homogenen Stoff ist für eine vorgegebene Wellenlänge (es wird die Wellenlänge des Natriumlichtes λ = 589,3 nm als Bezugswellenlänge gewählt) konstant und wird Brechzahl n dieses Mediums genannt (Bild 27.1): Equation 1

$$ \boxed{\frac{{\sin {\alpha_v}}}{{\sin \alpha }} = n} $$

(27.1)

Brechzahl (gegenüber dem Vakuum) Brechzahlen n (Natriumlicht 589,3 nm)

Jenaer Glas		Schwefelkohlenstoff	1,63
Bor-Kron BK 1	1,51	Diamant	2,42
Flint F 3	1,61	Wasser	1,33
Schwerflint SF 4	1,741Ethanol (Äthylalkohol)	1,36

Beim Übergang vom Vakuum in Luft tritt ebenfalls eine geringe Brechung auf. Hierbei ist n _Luft = 1,0002724 für 20 °C, 1013,25 hPa und Natriumlicht. Der jeweils genaue Wert der Brechzahl eines Stoffes hängt somit vom Luftdruck, der Temperatur, vor allem aber von der Wellenlänge des Lichtes ab. Vorerst sei dies nicht berücksichtigt (s. Dispersion des Lichtes!).