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Reflexion und Brechung

Reflexionsgesetz

Wir haben bereits das Elementarwellenprinzip von Huygens kennen gelernt. Dieses Prinzip werden wir nun durch Anwendungen vertiefen und daraus einige andere wichtige Gesetzmäßigkeiten folgern können.

Reflexion einer ebenen Welle an einer Wand

Arbeitsauftrag

Eine ebene Welle trifft in verschiedenen Winkeln auf eine Wand. Was passiert? Betrachten Sie das Video und versuchen Sie Gemeinsamkeiten festzustellen. Machen Sie sich dazu Notizen.

Abb.1
Ebene Wellenfronten laufen auf eine Wand zu, an der sie reflektiert werden.

Arbeitsauftrag

Mit Hilfe des folgenden 2-dimensionalen Projekts wollen wir genau untersuchen, was passiert.

Abb.2
JPAKMA-Projekt "Reflexion und Brechung nach Huygens"

Erklärung: Die ebene Wellenfront läuft auf die Wand zu. Dort, wo der Wellenberg zuerst auf die Wand trifft, entsteht nach Huygens eine Elementarwelle, die zu einer Wellenfront mit neuer Richtung beiträgt. Das gilt auch für alle anderen Punkte, an denen die Welle auf die Wand trifft. (Der Übersichtlichkeit halber sind die Elementarwellen nur für drei dieser Punkte eingezeichnet.) Die Einhüllende der Elementarwellen bildet dann die neue Wellenfront. Man nennt diese Welle auch die reflektierte Welle. Den Winkel, den die reflektierte Welle mit dem Lot zur Wand einschließt, nennt man den Reflexionswinkel. Den Winkel, den die einfallende Welle mit dem Lot zur Wand einschließt, nennt man entsprechend den Einfallswinkel. Je nachdem, wie man den Einfallswinkel der Welle ändert, so ändert sich auch der Reflexionswinkel. Wie man sieht, sind Einfalls- und Reflexionswinkel immer gleich groß.

Reflexionsgesetz
Einfallswinkel und Reflexionswinkel einer Welle, die schräg auf eine Wand trifft, sind immer gleich groß.
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