Hinweis: Die meisten Formeln sind nicht unbedingt

Snellius'sches Brechungsgesetz

Das Snellius'sche Brechungsgesetz beschreibt die Brechung von Licht an Grenzflächen zwischen zwei Medien. Es besagt, dass der Brechungswinkel $\alpha_2$ in einem Medium in Bezug auf die Senkrechte zur Grenzfläche zum Einfallswinkel $\alpha_1$ in einem anderen Medium durch den Brechungsindex $n$ der beiden Medien bestimmt wird:

Dispersion

Unter Dispersion versteht man die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge des Lichts.

Der Brechungsindex $n$ eines Mediums hängt von der Wellenlänge $\lambda$ des Lichts ab. Die Dispersionskonstante $A$ beschreibt die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge:

• $n(\lambda)$: Brechungsindex in Abhängigkeit von der Wellenlänge $\lambda$
• $n_0$: Brechungsindex für unendlich lange Wellenlängen
• $A$: Dispersionskonstante
• $\lambda$: Wellenlänge des Lichts

Regenbogen

Ein Regenbogen entsteht durch die Brechung und Reflexion von Sonnenlicht in Regentropfen. Das Sonnenlicht wird an der Rückseite des Regentropfens gebrochen und an der Vorderseite reflektiert. Dabei wird das Licht in seine Spektralfarben zerlegt. Der Winkel zwischen dem einfallenden und dem reflektierten Licht beträgt $42^\circ$.

Bogenform des Regenbogens

Der Regenbogen ist Bogenförmig, da die Lichtstrahlen in einem Winkel von $42^\circ$ reflektiert werden und der Beobachter nur die Lichtstrahlen sieht, die in einem Winkel von $42^\circ$ reflektiert werden.

Doppelter Regenbogen

• Trittbrettfahrer: Ein zweiter Regenbogen entsteht durch eine zweite Reflexion des Lichts an der Rückseite des Regentropfens.
• Die Farben des zweiten Regenbogens sind umgekehrt.
• Der Winkel zwischen dem einfallenden und dem reflektierten Licht beträgt $51^\circ$.

Geometrische Optik

Regeln für Lichtstrahlen

• Lichtstrahlen kreuzen einander ungestört.
• Das menschliche Auge nimmt lediglich die Reflexion der Lichtstrahlen wahr, nich die Lichtstrahlen selbst.

menschliches Auge

Sichtbereich

• Ultraviolett: $300 - 400 nm$
• Sichtbares Licht: $400 - 800 nm$
• Infrarot: $800 - 1000 nm$

Adoptionsfähigkeit

• Helladaptation: Anpassung des Auges an helle Umgebung: max 1min
• Dunkeladaptation: Anpassung des Auges an dunkle Umgebung: max 30min

Fokusieren

Weil der Winkel zwischen den Augen bei verschiedenen Entfernungen verschieden sein muss