Brechung von Licht

Brechung eines Lichtstrahls



Dieses Programm greift eine Idee des Mathematikers Pierre de Fermat (1607 - 1665) auf.
Das  "Fermatsche Prinzip" besagt: Der Weg, den das Licht nimmt, um von einem Punkt zu einem anderen zu gelangen, ist stets so, dass die benötigte Zeit minimal ist.
Aus diesem Minimalprinzip ergeben sich das Reflexions- und das Brechnungsgesetz
für Licht.
Das Programm simuliert folgende Situation: Jemand befindet sich am Ufer eines Sees und beobachtet einen Fisch im Wasser. Auf welchem Weg gelangt ein Lichtstrahl, der vom Fisch ausgeht, am schnellsten ins Auge ?

(Der Lichtweg wird nicht längs einer geraden Linie verlaufen, denn im Wasser ist das Licht deutlich langsamer als in Luft.) Die minimale Laufzeit lässt sich durch Verschieben des Auftreffpunkts des Lichtstrahls auf der Grenzfläche Wasser-Luft ermitteln.
Hat man dann den richtigen Lichtweg gefunden, kann man sich die Winkel der beiden Teilstrahlen bezüglich des Lotes einzeichnen lassen. Diese Winkel entsprechen dem Brechungsgesetz für Licht.

Download des Programms "Brechung.exe" (1,8 MB)

 
 
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