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Lichtbrechung und Totalreflexion sicher verstehen

Licht ändert beim Übergang zwischen Medien seine Geschwindigkeit und kann dadurch seine Richtung ändern. Unter bestimmten Bedingungen wird es vollständig reflektiert.

Auf dieser Seite übst du Brechungsindex, Einfalls- und Brechungswinkel, Snelliussches Gesetz, Grenzwinkel, Totalreflexion, Prisma, Regenbogen, Glasfaser und optische Anwendungen.

So löst du Aufgaben zur Lichtbrechung

  1. Bestimme die beiden Medien und ihre Brechungsindices.
  2. Zeichne das Lot und trage den Einfallswinkel zum Lot ein.
  3. Wende n₁·sin(α₁) = n₂·sin(α₂) oder die Grenzwinkelbedingung an.
  4. Prüfe, ob der Strahl zum Lot, vom Lot weg oder vollständig reflektiert wird.

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Lichtbrechung und Totalreflexion online üben

Test 10 zu Lichtbrechung und Totalreflexion mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Lot, Brechungsindex, Winkel und Rechenweg zu prüfen.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Lichtstrahl geht von Glas n = 1,5 mit 30° zum Lot in Luft. Was geschieht?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Der Brechungswinkel wird größer als 30°..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Aus nGlas·sin(30°) = nLuft·sin(α2) folgt sin(α2) = 0,75; α2 ist etwa 48,6°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Brechungswinkel wird größer als 30°.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Aus nGlas·sin(30°) = nLuft·sin(α2) folgt sin(α2) = 0,75; α2 ist etwa 48,6°.

2. FrageMultiple Choice

Ein Lichtstrahl trifft aus Glas n = 1,5 mit 50° zum Lot auf eine Luftgrenze. Was geschieht?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Totalreflexion tritt auf..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Der Winkel liegt über dem Grenzwinkel von etwa 41,8°; ein gebrochener Strahl kann nicht mehr austreten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Totalreflexion tritt auf.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Der Winkel liegt über dem Grenzwinkel von etwa 41,8°; ein gebrochener Strahl kann nicht mehr austreten.

3. FrageMultiple Choice

Ein Lichtstrahl trifft aus Glas n = 1,5 mit 30° zum Lot auf eine Luftgrenze. Was geschieht?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er wird in die Luft gebrochen und vom Lot weg abgelenkt..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: 30° liegt unter dem Grenzwinkel; der Brechungswinkel beträgt näherungsweise 48,6°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er wird in die Luft gebrochen und vom Lot weg abgelenkt.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

30° liegt unter dem Grenzwinkel; der Brechungswinkel beträgt näherungsweise 48,6°.

4. FrageMultiple Choice

Ein Medium besitzt n = 2. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit darin? Verwende c = 3·10⁸ m/s.

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 1,5·10⁸ m/s..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: v = c/n = 3·10⁸/2 m/s = 1,5·10⁸ m/s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 1,5·10⁸ m/s.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

v = c/n = 3·10⁸/2 m/s = 1,5·10⁸ m/s.

5. FrageMultiple Choice

Warum kann man mit einem Refraktometer die Konzentration einer Flüssigkeit bestimmen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Konzentration beeinflusst den Brechungsindex, der aus dem Brechungsverhalten bestimmt werden kann..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Aus dem gemessenen Brechungswinkel oder der Totalreflexionsgrenze lässt sich der Brechungsindex ableiten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Konzentration beeinflusst den Brechungsindex, der aus dem Brechungsverhalten bestimmt werden kann.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Aus dem gemessenen Brechungswinkel oder der Totalreflexionsgrenze lässt sich der Brechungsindex ableiten.

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Lichtbrechung und Totalreflexion FAQ

Wann wird Licht zum Lot hin gebrochen?

Beim Übergang vom optisch dünneren in das optisch dichtere Medium, zum Beispiel von Luft in Glas.

Wann tritt Totalreflexion auf?

Licht muss vom optisch dichteren in das dünnere Medium laufen und der Einfallswinkel muss größer als der Grenzwinkel sein.

Warum funktionieren Glasfasern?

Der Kern besitzt einen höheren Brechungsindex als der Mantel. Dadurch wird Licht im Kern durch Totalreflexion geführt.