Stimmt die Zeichnung so (Physik)?
Aufgabe: Konstruieren den Strahlenverlauf durch ein gleichseitiges Prisma (schweres Flintglas) der Seitenlänge 6cm bei einem Einfallswinkel von 60°
Meine Fragen lauten: 1. Links der Pfeil der nach oben geht (bei Alpha) und rechts der Pfeil der nach unten geht wie muss da der Winkel sein?
2. Wo ist Alpha2 und Beta2 welche ich für die Gesamtablenkung
1 Antwort
Qualitativ stimmt die Zeichnung schon mal.
Auch der Einfallswinkel / Winkel des Einfallsstrahls sieht richtig aus. Er muss 30° mit der Waagerechten einschließen.
Schweres Flintglas scheint einen Brechungsindex zwischen 1,5 und 2,0 zu haben - für in der Optik übliche Gläser zwischen 1,7 und 1,9, vgl. https://www.google.com/search?q=Brechungsindex+schweres+Flintglas
Genaueres können wir erst mal nicht sagen.
Damit wie in der Zeichnung dargestellt der ins Innere des Prismas gebrochene Strahl waagerecht verläuft, muss beta = 30° sein. D. h. für den Brechungsindex n muss gelten:
1 * sin(60°) = n * sin(30°)
n = sin(60°) / sin(30°) = (1/2 √3) / 1/2 = √3 = 1,73
Das kommt von der Größenordnung her schon mal hin. In diesem Fall ist der Strahlengang bei einem Einfallswinkel von 60° symmetrisch.
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Für die Gesamtablenkung brauchst du doch nur die Summe des ersten Einfallswinkels und des zweiten Ausfallwinkels?
Man kann natürlich auch mit den Lichtgeschwindigkeiten rechnen, auch wenn die keine direkten Messergebnisse sind, sondern umgekehrt aus den Brechungsindizes berechnet werden.
29,6° für den ersten Ausfallswinkel entspricht einem Brechungsindex von ca. 1,73. Daraus 30,4° für den zweiten Einfallswinkel stimmt.
arcsin( sin(60°) / sin(29,6°) * sin(30,4°) ) = 62,5°, das stimmt also.
Wie meinst du das mit dem ersten Einfallswinkel und des zweiten Einfallswinkel?