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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 6 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 Glas hat n = 1,5. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit im Glas? Verwende c = 3·10⁸ m/s.

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 2·10⁸ 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 m/s / 1,5 = 2·10⁸ m/s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 2·10⁸ m/s.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

v = c/n = 3·10⁸ m/s / 1,5 = 2·10⁸ m/s.

2. FrageMultiple Choice

Licht geht aus Luft mit α₁ = 30° in Glas mit n₂ = 1,5. Wie groß ist der Brechungswinkel näherungsweise?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Etwa 19,5°..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Mit sin(α₂) = sin(30°)/1,5 = 1/3 ergibt sich α₂ ≈ 19,5°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 19,5°.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Mit sin(α₂) = sin(30°)/1,5 = 1/3 ergibt sich α₂ ≈ 19,5°.

3. FrageMultiple Choice

Wie groß ist der Grenzwinkel für Glas mit n₁ = 1,5 zu Luft mit n₂ = 1?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Etwa 41,8°..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: sin(αkrit) = n₂/n₁ = 1/1,5 = 2/3; daraus folgt αkrit ≈ 41,8°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 41,8°.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

sin(αkrit) = n₂/n₁ = 1/1,5 = 2/3; daraus folgt αkrit ≈ 41,8°.

4. FrageMultiple Choice

Licht hat im Vakuum eine Wellenlänge von 600 nm und läuft in einem Medium mit n = 1,5. Welche Wellenlänge besitzt es dort?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 400 nm..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Frequenz bleibt gleich und die Geschwindigkeit sinkt um den Faktor n; deshalb λMedium = λVakuum/n = 600/1,5 nm = 400 nm.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 400 nm.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Die Frequenz bleibt gleich und die Geschwindigkeit sinkt um den Faktor n; deshalb λMedium = λVakuum/n = 600/1,5 nm = 400 nm.

5. FrageMultiple Choice

Ein Lichtstrahl läuft in Wasser mit n = 1,33. Wie groß ist seine Geschwindigkeit ungefähr? Verwende c = 3·10⁸ m/s.

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 2,26·10⁸ m/s..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: v = c/n = 3·10⁸/1,33 m/s ≈ 2,26·10⁸ m/s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 2,26·10⁸ m/s.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

v = c/n = 3·10⁸/1,33 m/s ≈ 2,26·10⁸ m/s.

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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.