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.

3. Test

Lichtbrechung und Totalreflexion online üben

Test 3 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
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was ist Totalreflexion?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die vollständige Reflexion eines Lichtstrahls an einer Grenzfläche..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Totalreflexion kann beim Übergang vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium auftreten, wenn der Einfallswinkel groß genug ist.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die vollständige Reflexion eines Lichtstrahls an einer Grenzfläche.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Totalreflexion kann beim Übergang vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium auftreten, wenn der Einfallswinkel groß genug ist.

2. FrageMultiple Choice

Welche Bedingung muss für Totalreflexion erfüllt sein?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Licht muss vom optisch dichteren in das optisch dünnere Medium gelangen und der Einfallswinkel muss größer als der Grenzwinkel sein..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Nur dann kann der gebrochene Strahl die Grenzfläche nicht mehr verlassen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Licht muss vom optisch dichteren in das optisch dünnere Medium gelangen und der Einfallswinkel muss größer als der Grenzwinkel sein.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Nur dann kann der gebrochene Strahl die Grenzfläche nicht mehr verlassen.

3. FrageMultiple Choice

Was ist der Grenzwinkel der Totalreflexion?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Der Einfallswinkel, bei dem der gebrochene Strahl gerade entlang der Grenzfläche läuft..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Beim Grenzwinkel beträgt der Brechungswinkel 90°; bei größeren Einfallswinkeln tritt Totalreflexion auf.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Einfallswinkel, bei dem der gebrochene Strahl gerade entlang der Grenzfläche läuft.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Beim Grenzwinkel beträgt der Brechungswinkel 90°; bei größeren Einfallswinkeln tritt Totalreflexion auf.

4. FrageMultiple Choice

Warum funktioniert ein Lichtleiter durch Totalreflexion?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Licht wird wiederholt an der Grenze zwischen Kern und Mantel total reflektiert..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Der Kern besitzt einen höheren Brechungsindex als der Mantel, sodass Licht im Kern geführt wird.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Licht wird wiederholt an der Grenze zwischen Kern und Mantel total reflektiert.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Der Kern besitzt einen höheren Brechungsindex als der Mantel, sodass Licht im Kern geführt wird.

5. FrageMultiple Choice

Warum funkelt ein Diamant besonders stark?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sein hoher Brechungsindex und der passende Grenzwinkel ermöglichen häufige Totalreflexionen im Inneren..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Licht kann dadurch mehrfach im Diamanten reflektiert werden, bevor es wieder austritt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sein hoher Brechungsindex und der passende Grenzwinkel ermöglichen häufige Totalreflexionen im Inneren.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Licht kann dadurch mehrfach im Diamanten reflektiert werden, bevor es wieder austritt.

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.