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Lichtbrechung

Licht breitet sich gradlinig und mit konstanter Geschwindigkeit aus, solange es sich in einem homogenen (gleichgearteten) Medium fortbewegt. Trifft es auf ein anders geartetes Medium, so wird dort ein Teil des Lichtes reflektiert, der Rest dringt unter Veränderung der Ausbreitungsrichtung (bei schrägem, nicht lotrechtem Auftreffen) und Fortpflanzungsgeschwindigkeit in das neue Medium ein. Die Änderung der Ausbreitungsrichtung nennt man Brechung. Für die Fotografie von Bedeutung ist die Brechung des Lichts an den Grenzflächen zwischen der optischen Linse und der umgebenden Luft (Glas-Luft-Flächen). Das Licht wird aus dem optisch dünneren Medium Luft mit annähernder Lichtgeschwindigkeit (300000 km/s im Vakuum) kommend, beim Eintreten in das optisch dichtere Medium Glas zum Einfallslot hin gebrochen, seine Ausbreitungsgeschwindigkeit verringert. Umgekehrt wird es beim Verlassen des Glases vom Lot weg gebrochen und erreicht wieder seine ursprüngliche, für Luft charakteristische Ausbreitungsgeschwindigkeit. Der Grad der Brechung hängt von der Brechkraft des Glases ab. Es gibt hochbrechende (Flint-) und niedrigbrechende (Krön-) Gläser. Das Maß für die Brechkraft einer Glassorte finden wir in der Brechzahl (Brechungsindex), welche das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Glas zur Lichtgeschwindigkeit im Vakuum angibt. Hohe Brechzahlen stehen für große Brechkraft (~ 1,9 für Flintglas), niedrige für kleine Brechkraft (~ 1,4 für Kronglas). Für den Eintritt von Licht in ein Glas gilt folgende Gesetzmäßigkeit, aus der sich auch die Einfalls- und Brechungswinkel an Glas-Luft-Flächen bestimmen lassen: wobei C o die Lichtgeschwindigkeit in der Luft (~ Vakuum), C m die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium (Glas), sin a Einfallswinkel (zum Lot), sin ß Brechungswinkel (zum Lot) und n die Brechzahl vertritt.

 

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