Snelliussches Brechungsgesetz Rechner: n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂)
Snelliussches Brechungsgesetz Rechner n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂). Brechung Luft/Wasser/Glas/Diamant. Grenzwinkel, Totalreflexion, Lichtwellenleiter, Linsen, Regenbogen.
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Snelliussches Gesetz: n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂)
Das Snelliussche Brechungsgesetz (Snellius 1621, Descartes 1637): n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂). n Brechungsindizes, θ Winkel zum Lot.
Formeln
- n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂)
- n = c/v
- sin(θ_c) = n₂/n₁ — Grenzwinkel
- λ₂ = λ₁·(n₁/n₂)
- tan(θ_Brewster) = n₂/n₁
Brechungsindex
n = c/v. Immer ≥ 1.
| Material | n |
|---|---|
| Vakuum | 1,0000 |
| Luft | 1,000293 |
| Eis | 1,31 |
| Wasser | 1,333 |
| Ethanol | 1,361 |
| Kronglas | 1,52 |
| Quarz | 1,544 |
| Saphir | 1,77 |
| Diamant | 2,42 |
Brechungsrichtung
- In dichteres Medium: Strahl zum Lot
- Luft → Wasser: zum Lot
- Wasser → Luft: vom Lot
Grenzwinkel und Totalreflexion
sin(θ_c) = n₂/n₁ (wenn n₁ > n₂).
| Grenzfläche | θ_c |
|---|---|
| Wasser → Luft | 48,6° |
| Glas → Luft | 41,8° |
| Diamant → Luft | 24,4° |
Diamant: kleiner θ_c → Brillanz.
Numerische Beispiele
Licht im Wasser
Luft→Wasser, θ₁=30°: θ₂ = 22°.
Grenzwinkel Wasser-Luft
θ_c = 48,6°. Snell-Fenster: 97°-Kegel unter Wasser.
Diamant
θ₂=21° bei θ₁=60°. Brillanz geschliffener Diamant.
Lichtwellenleiter
Kern 1,47, Mantel 1,45: θ_c = 80,5°. Verlustfreie Propagation.
Anwendungen
Lichtwellenleiter
- Telekommunikation
- Endoskopie
Optik
- Brillen, Kontaktlinsen
- Mikroskope, Teleskope
- Fotoapparate
Instrumente
- Refraktometer
- Gemmenidentifikation
Natürliche Phaenomene
- Regenbogen
- Fata Morgana
Dispersion
n hängt von λ ab. Prisma trennt Farben.
Brewsterwinkel
tan(θ_B) = n₂/n₁. Polarisierte Brillen.
Fermatsches Prinzip
Licht nimmt Weg kuerzester Zeit.
Geschichte
Ibn Sahl (984): erste Formulierung.
Snellius (1621): Wiederentdeckung.
Descartes (1637): Publikation.
Fermat (1657): Prinzip kuerzester Zeit.
FAQ
Formel?
n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂). Winkel zum Lot.
Brechungsindex?
n = c/v.
Totalreflexion?
Dicht→dünn, θ₁ > θ_c.
Lichtwellenleiter?
Totalreflexion im Kern.
Stock im Wasser?
Brechung an Grenzfläche.
n < 1?
Nur Metamaterialien.
Temperatur?
Leichte Abhängigkeit.
Häufige Fehler
- Winkel von Oberfläche (muss Lot sein)
- Reflexion mit Brechung verwechseln
- Grenzwinkel vergessen
- Dispersion ignorieren
Aktualisiert im Juli 2026
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