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Aufgabe

Übergang von Wasser nach Glas

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

In einem Versuch geht ein schmales Lichtbündel von Wasser in Glas über. Die Messwerte verschiedener Einfallswinkel \(\alpha\) und Brechungswinkel \(\beta\) sind in der Tabelle festgehalten:

\(\alpha\) 10° 20° 40° 60° 70° 80°
\(\beta\) 9,0° 17° 34° 49° 55° 59°

a)Beschreibe einen möglichen Versuchsaufbau, mit dem man die Messwerte gewinnen kann.

b)Zeichne die Messwerte in ein \(\alpha - \beta -\)Diagramm und bestimme den Grenzwinkel der Totalreflexion.

c)Ein schmales Lichtbündel trifft mit dem Einfallswinkel 45° auf die Grenzfläche von Wasser zu Glas. Wie groß ist der zugehörige Brechungswinkel?

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a)In ein halbkreisförmiges Plexiglasgefäß wird Wasser gegossen. Darüber befestigt man einen halbkreisförmigen Glaskörper.

Andere Vorschläge sind auch möglich.

 

b)Das Diagramm ist auf \(\alpha=90^{\circ}\) zu extrapolieren. Damit ist die Ermittlung des Grenzwinkels der Totalreflexion (ca. \(59^{\circ}\)) für den Übergang Glas-Wasser möglich.

c)Der Brechungswinkel ist ca. 39°.