[Abbildung: Fig. 264.]
Geht Licht vom ^dünneren ins dichtere^ Medium, so wird es zum
Einfallslot gebrochen. Zum Einfallswinkel von 90° gehört ein
Brechungswinkel ~r~, bestimmt aus
sin 90 1
~------ = n~, also ~sin r = -~;
sin r n
^dies ist der größte Winkel, unter dem das Licht in das zweite Medium
gelangt, er wird deshalb Grenzwinkel genannt^. Dringt Licht von allen
Seiten her durch eine kleine Öffnung in das zweite Medium, so wird es in
einen Lichtkegel vereinigt, dessen Kante mit der Achse den Grenzwinkel
bildet (Strahl 6 in Fig. 264); jenseits dieses Winkels dringt kein Licht
in das zweite Medium.
Geht Licht vom dichteren ins dünnere Medium, so wird es vom Einfallslote
gebrochen. Da der Brechungswinkel höchstens 90° sein kann, und hiezu ein
Einfallswinkel ~i~ gehört, so daß
sin i 1 1
~------ = -~, also ~sin i = -~,
sin 90 n n
so folgt, daß ^alles^ Licht, ^das unter einem noch größeren
Einfallswinkel auffällt, nicht in das dünnere Medium gelangt. Auch
dieser Winkel wird Grenzwinkel genannt und ist derselbe wie der vorher
so benannte^. Der Grenzwinkel beträgt im Diamant (gegen Luft) 23°, Quarz
40° 29', Flintglas 36°, Kronglas 40° 49', Wasser 48° 45', und in Luft
(gegen den luftleeren Raum) 88° 24'. Alles jenseits des Grenzwinkels
auffallende Licht wird reflektiert nach den gewöhnlichen
Reflexionsgesetzen (Strahl 7 in Fig. 264). Man nennt dies ^innere
Reflexion^ oder #totale Reflexion#, ^da das ganze Licht reflektiert
wird^. (Welche Konstruktion im Sinne der Fig. 260 ergibt den
Grenzwinkel.)
[Abbildung: Fig. 265.]
[Abbildung: Fig. 266.]
[Abbildung: Fig. 267.]
Totale Reflexion an einem dreiseitigen Glasprisma (Fig. 265). Das Licht
tritt bei der ersten Prismenfläche ein, wird etwas gebrochen, trifft so
die untere Fläche, und wird, da es jenseits des Grenzwinkels auffällt,
total reflektiert, trifft dann die dritte Prismenfläche, wird etwas
gebrochen und kommt so ins Auge. Das Auge sieht daher die jenseits des
Prismas liegenden Gegenstände in der unteren Prismenfläche gespiegelt,
und zwar sehr lichtstark, da alles Licht reflektiert wird. Hält man ein
leeres Reagenzglas schräg ins Wasser (Fig. 266) und blickt von oben
darauf, so werden die von der Seite (vom Fenster) her einfallenden
Lichtstrahlen total reflektiert. Deshalb spiegeln und glänzen auch
Luftbläschen im Wasser so stark.
[Abbildung: Fig. 268.]
^Diamant hat einen sehr großen Brechungsexponenten; deshalb^ ist der
Grenzwinkel sehr klein. Diamanten werden geschliffen, so daß sie die
Form zweier mit den Grundflächen auf einander sitzenden Pyramiden haben
(Fig. 267), die obere ist stumpfer, die untere spitzer. Fast alles oben
einfallende Licht trifft die unteren Flächen so, daß es jenseits des
Grenzwinkels auffällt, also total reflektiert und bei den oberen Flächen
wieder in die Luft zurückgeworfen wird; darauf beruht das Blitzen,
Funkeln, ^Brillieren^ des Diamanten; schleift man Glas, Bergkrystall u.
s. w. ebenso, so funkeln sie weniger, weil der Grenzwinkel größer ist,
also viele Strahlen unten nicht zurückgeworfen, sondern durchgelassen
werden, also verloren gehen.
Bei der ~camera lucida~ (Wollaston) dringt das Licht (Fig. 268) bei
einer Prismenfläche ein, wird an den zwei folgenden Flächen total
reflektiert und tritt bei der 4. Fläche aus. Ein dort befindliches Auge
sieht den Gegenstand gespiegelt, und, an der Kante des Prismas
vorbeischauend, zugleich den Zeichenstift, der nun den Gegenstand
nachzeichnet (Zeichenprisma).
Aufgaben:
#122.# Kann Licht, das von außen her in das Innere eines kugelförmigen
Wassertropfens eingedrungen ist, im Innern des Tropfens total
reflektiert werden?
#122~a~.# Auf ein Glasprisma, dessen Querschnitt ein rechtwinklig
gleichschenkliges Dreieck ist, fällt ein Lichtstrahl parallel der
Hypotenuse; verfolge durch Konstruktion seinen Gang durch das Prisma.
#122~b~.# Auf eine kugelförmige Luftblase in Wasser fällt paralleles
Licht. Welcher Bereich der Kugelfläche reflektiert total?