Brechung und Reflexion

Wenn Licht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlicher optischer Dichte trifft, wird ein Teil des Lichtstrahls reflektiert, der andere Teil tritt in das andere Medium über. Eine wichtige Rolle dabei spielt der Brechungsindex , eine Materialeigenschaft der Medien. Der Brechungsindex ist definiert als

ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (300000 km/s), die Geschwindigkeit des Lichts im transparenten Medium. Außerdem gilt

Da eine Konstante ist, geht aus dieser Formel hervor, dass in einem optisch dichteren Medium die Wellenlänge des Lichts gegenüber einem optisch dünneren Medium reduziert ist.

Trifft das Licht auf eine Grenzfläche, gelten folgende Gesetze (alle Winkel beziehen sich auf das Lot zur Grenzfläche):

Reflexionsgesetz:

Brechungsgesetz:

Fällt Licht im sogenannten Grenzwinkel oder darüber auf eine Grenzfläche, kommt es zur Totalreflexion und das Licht tritt nicht mehr in das andere Medium über.