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Was ist der Unterschied zwischen Brechung und Reflexion?

Inhaltsübersicht

In der Wissenschaft werden Lichtstrahlen als Wellen betrachtet. Diese Wellen folgen den Gesetzen der Reflexion und Brechung, die ihr Verhalten, ihre Geschwindigkeit und ihr Muster bestimmen. Brechung und Reflexion sind beides Phänomene, die die Ausbreitung von Licht bestimmen.

Der Hauptunterschied zwischen Reflexion und Brechung besteht darin, dass bei der Reflexion ein Lichtstrahl (oder eine Welle) in das Medium zurückkehrt, aus dem er kommt, nachdem er auf eine Ebene mit Richtungsänderung getroffen ist. Bei der Brechung geht der Lichtstrahl durch die Ebene in ein anderes Medium und ändert dabei seine Geschwindigkeit und Richtung.

In diesem Blog werden wir die beiden Phänomene näher erläutern, sie gründlich verstehen und die Unterschiede zwischen den beiden aufzeigen.

Was ist Reflexion?

Ein Beispiel für Reflexion durch Fotografie

Reflexion ist die Änderung der Richtung einer Wellenfront an einer Schnittstelle zwischen zwei verschiedenen Medien, so dass die Wellenfront in das Medium zurückkehrt, aus dem sie stammt.

Gängige Beispiele sind die Reflexion von Schall- und Lichtwellen. Bei der Reflexion von Licht wird der einfallende Strahl, der auf die Oberfläche trifft, als einfallender Strahl und der zurückgeworfene Strahl als reflektierter Strahl bezeichnet. Basierend auf der Art der auftreffenden Ebene der Welle kann die Reflexion in zwei Arten unterteilt werden: regelmäßige Reflexion und unregelmäßige Reflexion.

Ein einfaches Beispiel für eine Reflexion ist das Bild, das wir von uns selbst in einem Spiegel sehen.

Was ist Brechung?

Ein Beispiel für Brechung anhand der Fotografie

Unter Brechung versteht man in der Physik die Umlenkung einer Welle, wenn sie ein Medium durchläuft und dann in ein anderes übergeht. Eine Änderung des Mediums oder der Geschwindigkeit der Welle kann zu einer Umlenkung führen.

Die neue Energie einer gebrochenen Welle hängt von der Änderung der ursprünglichen Geschwindigkeit und Richtung der Welle ab.

Obwohl die Brechung von Lichtwellen das am häufigsten beobachtete Phänomen ist, kann die Brechung auch bei Schallwellen und Wasserwellen auftreten.

Wir sehen die Brechung von Licht häufig im täglichen Leben. Wenn Sie zum Beispiel unter Wasser sind, können Objekte näher erscheinen, als sie sind. Sie ist die Grundlage, auf der optische Linsen aufgebaut sind, die Geräte wie Brillen, Kameras, Ferngläser, Mikroskope und das menschliche Auge ermöglichen. Regenbögen und Luftspiegelungen sind nur zwei Beispiele für natürliche optische Phänomene, die durch Brechung verursacht werden.

Unterschiede zwischen Reflexion und Brechung

Basierend auf Gesetzen

Für Brechung und Reflexion gelten unterschiedliche Gesetze:

  • Der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und die Normale der Reflexionsfläche liegen in der gleichen Ebene.
  • Die Normale bildet den gleichen Winkel mit dem reflektierten und dem einfallenden Strahl.
  • Der reflektierte und der einfallende Strahl liegen nicht auf der gleichen Seite, sondern in der entgegengesetzten Richtung der Normalen.

Das Gesetz der Brechung folgt dem Snellschen Gesetz, das besagt, dass:

Das Verhältnis zwischen dem Sinus des Einfallswinkels und dem Sinus des Brechungswinkels ist in jedem Medium mit zwei gegebenen Seiten konstant. Der einfallende Strahl, der gebrochene Strahl und der Normalstrahl befinden sich alle in derselben Ebene an der Grenzfläche zweier verschiedener Medien.

Basierend auf Oberflächen

Die Reflexion erfolgt an Oberflächen, die das Licht nicht durchlassen. Für das Licht gibt es also nur einen Weg: Es wird zurück in das ursprüngliche Medium reflektiert. Andererseits tritt die Brechung an transparenten Oberflächen auf, d.h. sie lassen das Licht teilweise hindurch, was zu einer Änderung der Richtung und Geschwindigkeit führt.

Basierend auf der Geschwindigkeit des Lichts

Bei der Reflexion einer Lichtwelle ändert sich die Lichtgeschwindigkeit nicht, während sich die Geschwindigkeit der gleichen Lichtwelle bei der Brechung ändert.

Basierend auf den Winkeln der Lichtwellen

Bei der Reflexion sind der Reflexions- und der Einfallswinkel identisch. Bei der Brechung sind der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel nicht derselbe.

Vergleichstabelle: Reflexion Vs Brechung

ParameterReflexionBrechung
BeschreibungWenn Licht auf eine glatte Oberfläche trifft, kommt es zur Reflexion, wenn das Licht zurückgeworfen wirdBrechung ist die Beugung von Lichtstrahlen beim Durchgang durch verschiedene Linien
Beschaffenheit der OberflächeGlänzende OberflächenTransparente Oberflächen
ArtenZwei Arten: regelmäßig und unregelmäßigEs gibt nur einen Typ
VorkommenSie kommt in Spiegeln vorSie tritt in Linsen auf
Geschwindigkeit des LichtsDie Geschwindigkeit des Lichts nach der Reflexion bleibt unverändertDie Geschwindigkeit des Lichts nach der Brechung ändert sich

Ähnlichkeiten zwischen Reflexion und Brechung

Die Tatsache, dass Lichtwellen sowohl der Reflexion als auch der Brechung strikt folgen, ist ihre wichtigste Ähnlichkeit. Abgesehen davon sehen wir, dass die Kriterien für den einfallenden Strahl, den reflektierten Strahl und den gebrochenen Strahl in den Gesetzen der Reflexion und der Brechung erwähnt sind. Sowohl bei der Reflexion als auch bei der Brechung liegen der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und der normale Strahl alle in derselben Ebene.

FAQs

Was unterscheidet einen reflektierten Strahl von einem gebrochenen Strahl?

Brechung und Reflexion von Licht sind leicht voneinander zu unterscheiden. Wenn sich die Wellen an der Oberfläche brechen, wandert der Lichtstrahl, der bei der Reflexion auf die Ebene trifft, zurück zu seiner ursprünglichen Quelle oder dem Medium. Bei einer Brechung hingegen durchlaufen die Wellen die Oberfläche und ändern dabei ihre Richtung und Geschwindigkeit.

Was sind einige Beispiele für Reflexion und Brechung?

Beispiele für Reflexion und Brechung finden Sie im täglichen Leben. Sie umfassen:
1. Flache Spiegel (Reflexion)
2. glänzende Oberfläche (Reflexion)
3. Eine Glasflasche mit Öl (Brechung)
4. Eine Linse (Brechung)

Welche Art von Spiegel wird in Autoscheinwerfern verwendet und warum?

Ein konkaver oder konvergierender Spiegel wird in Autoscheinwerfern verwendet, weil er eine "nach innen gerichtete Reflexionsfläche" hat Wenn ein Gegenstand in seinem Fokusbereich platziert wird, entsteht ein Bild im Unendlichen, das zur Konzentration des Lichts genutzt wird. Reflektoren wie diese konkaven Spiegel werden in Automobilen verwendet.

Fazit

Sowohl die Brechung als auch die Reflexion helfen dabei, das Verhalten des Lichts zu verstehen. Wissenschaftler nutzen sie, um verschiedene Naturgesetze, die Bewegung der Planeten und verschiedene astronomische Phänomene zu untersuchen. Sie hilft auch bei der Untersuchung von Phänomenen wie der Entstehung von Bildern im Spiegel, Regenbögen am Himmel, Sonnenuntergängen, der Aufnahme von Fotos usw. Diese sind für die Entwicklung von Wissenschaft und Technik äußerst hilfreich.

Referenzen

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Über den Autor: Tom Vincent

Tom Vincent hat die gleiche Schule wie Nicolas besucht und einen Bachelor-Abschluss in Wirtschaft und Sozialkunde gemacht. Anschließend begann er sein Hochschulstudium an der Universität François Rabelais in Tours mit einem DUT in Informationskommunikation. Um seine Kenntnisse zu erweitern, absolvierte er außerdem ein Fachstudium in E-Commerce und digitalem Marketing an der Universität Lumière in Lyon. Bei diesem Projekt ist er für die Artikel zu den Themen Sprache, Industrie und Soziales verantwortlich.
Alle Beiträge Geschrieben von Tom Vincent

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