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Totalreflexion

Bild 1: Der Grenzwinkel zwischen Totalreflexion und Brechung

Bild 1: Der Grenzwinkel zwischen Totalreflexion und Brechung

Trifft ein Energiestrahl unter einem Winkel α größer als Θgrenz auf eine Mediengrenze, so wird er total reflektiert. Der Winkel, ab dem eine solche Totalreflexion auftritt, wird Grenzwinkel ΘS genannt.

In der nebenstehenden Grafik wird das Entstehen des Grenzwinkels und somit einer Totalreflexion beim Durchlaufen einer elektromagnetischen Wellenfront vom optisch dichten in ein optisch dünneres Medium dargestellt. Das optisch dichtere Medium sei durch die dunkelblaue Farbe gekennzeichnet und durch die (größere) Brechzahl n1 charakterisiert, das dünnere Medium durch die Hintergrundfarbe und eine kleinere Brechzahl n2.

Der Grenzwinkel wird nach der Formel berechnet

Formel für den Grenzwinkel Θs

Die Totalreflexion ist Ursache für Naturerscheinungen wie die Fata Morgana oder wie scheinbar nasse Straßen in der Sommerhitze. Bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen ist sie die Ursache für Anomalitäten wie Suprarefraktion und Ducting. Praktische Anwendung findet die Totalreflexion in den Glasfaserleitungen.