Die interaktive Animation zeigt, wie ein Lichtstrahl an einer halbtransparenten Oberfläche reflektiert und gebrochen wird (Snelliussches Brechungsgesetz).
Hinweis zur Benutzung
Die Fenster können wie bei allen Animationen durch einen Klick vergrößert oder verkleinert werden.
Nach dem Start der Anwendung können Sie die Animation im Vollbild-Modus anschauen. Klicken Sie dazu auf „Ansicht“ und anschließend auf „Vollbild“:
Um den Vollbild-Modus zu beenden, drücken Sie die Esc-Taste.
Beschreibung der Animation
Um den Einfallswinkel des Lichtstrahls zu verändern, klicken Sie oben auf den Strahler und bewegen Sie die Maus nach links oder rechts.
Alternativ können Sie auch den Zielpunkt des Lichtstrahls verändern. Verschieben Sie dazu den Punkt im unteren Bereich der Animation.
Bei dieser Animation sind auch gekrümmte Oberflächen darstellbar. Verändern Sie die Form der Oberfläche über die Punkte am rechten und linken Rand der Animation.
Der Brechungsindex des Mediums kann zwischen 1 und 10 festgelegt werden.
Der maximale Brechungsindex, der bei einem natürlich vorkommenden Material beobachtet wurde, ist 2,42. Dieser Wert gehört zu Diamant. In Labors hergestellte Materialien können höhere Brechungsindizes erreichen. Bei Experimenten wurden künstliche Materialien mit Brechungsindizes von über 4 erzeugt. Solche Hochleistungs-Materialien werden oft für spezielle Anwendungen wie optische Linsen, Laser und andere optische Geräte entwickelt.
Physikalischer Hintergrund
Das Snelliussche Brechungsgesetz beschreibt, wie sich ein Lichtstrahl beim Übergang zwischen zwei Medien verhält:
\[ n_1 \cdot \sin(\alpha_1) = n_2 \cdot \sin(\alpha_2) \]
- n₁, n₂: Brechungsindizes der beiden Medien
- α₁: Einfallswinkel (gemessen zum Lot, d. h. zur Senkrechten auf die Grenzfläche)
- α₂: Brechungswinkel
Für die Reflexion gilt das Reflexionsgesetz: Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfallswinkel.
Um in der Animation die Formeln anzuzeigen, klicken Sie auf das Inhalts-Fenster der Animation.
Überblick und Download
| Titel | Snelliussches Brechungsgesetz |
| Zielgruppe | Lehrer/innen und Vortragende |
| Plattformen | Microsoft® Windows® Apple® Macintosh® (versionsabhängig) |
| Features | Vollbildmodus verlustfreie Vergrößerung Großbildschirme und Leinwände unterstützt |
| Lizenz | Freeware |
| Download | Kontakt |
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Didaktische Idee
Die gezeigte Szenerie lässt sich teilweise mit einem Versuchsaufbau nachstellen. Der Vorteil der Animation besteht darin, dass sich die geometrischen Zusammenhänge schnell verdeutlichen lassen.
Quellangaben
Autorenwerkzeug: Adobe Animate (Hinweis: Diese Software kann für moderne Animationen nur noch eingeschränkt genutzt werden.)