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.

9. Test

Lichtbrechung und Totalreflexion online üben

Test 9 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

Was geschieht, wenn zwei Medien denselben Brechungsindex besitzen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Ein Lichtstrahl wird an ihrer Grenzfläche idealisiert nicht gebrochen..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Wenn n₁ = n₂ ist, bleiben Richtung und Lichtgeschwindigkeit beim Übergang gleich; eine Reflexion kann in realen Fällen dennoch auftreten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ein Lichtstrahl wird an ihrer Grenzfläche idealisiert nicht gebrochen.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Wenn n₁ = n₂ ist, bleiben Richtung und Lichtgeschwindigkeit beim Übergang gleich; eine Reflexion kann in realen Fällen dennoch auftreten.

2. FrageMultiple Choice

Was ist mit optisch dichterem Medium gemeint?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Ein Medium mit größerem Brechungsindex, in dem sich Licht langsamer ausbreitet..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Optische Dichte ist nicht dasselbe wie die Masse- oder Materialdichte eines Stoffes.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ein Medium mit größerem Brechungsindex, in dem sich Licht langsamer ausbreitet.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Optische Dichte ist nicht dasselbe wie die Masse- oder Materialdichte eines Stoffes.

3. FrageMultiple Choice

Warum bleibt die Frequenz des Lichtes beim Übergang zwischen Medien gleich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die Schwingung wird von der Lichtquelle vorgegeben und muss an der Grenzfläche zeitlich zusammenpassen..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Da v = fλ gilt, ändert sich bei veränderter Geschwindigkeit die Wellenlänge.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Schwingung wird von der Lichtquelle vorgegeben und muss an der Grenzfläche zeitlich zusammenpassen.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Da v = fλ gilt, ändert sich bei veränderter Geschwindigkeit die Wellenlänge.

4. FrageMultiple Choice

Wie verändert ein größerer Einfallswinkel bei einem Prisma typischerweise die Ablenkung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Ablenkung kann zunächst größer werden, weil die Richtungsänderung an den Grenzflächen zunimmt..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die genaue Ablenkung hängt von Einfallswinkel, Prismenwinkel und Brechungsindex ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Ablenkung kann zunächst größer werden, weil die Richtungsänderung an den Grenzflächen zunimmt.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Die genaue Ablenkung hängt von Einfallswinkel, Prismenwinkel und Brechungsindex ab.

5. FrageMultiple Choice

Warum ist der Brechungsindex für die Auswahl eines Glasfasermaterials wichtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Er bestimmt gemeinsam mit dem Mantelindex, ob Licht im Kern durch Totalreflexion geführt werden kann..

  1. Optische Situation bestimmen: Prüfe Einfallsrichtung, Medium, Brechungsindex, Winkel und ob Brechung oder Totalreflexion vorliegt.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Für die Führung muss der Kern einen geeigneten höheren Brechungsindex als der Mantel besitzen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er bestimmt gemeinsam mit dem Mantelindex, ob Licht im Kern durch Totalreflexion geführt werden kann.. Achte auf Lot, Winkel, Medium, Größenordnung und Einheiten.

Für die Führung muss der Kern einen geeigneten höheren Brechungsindex als der Mantel besitzen.

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.