Brechzahl

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Brechzahl

auch Brechungsindex

Für viele Anwendungen von Kunststoffen sind deren optische Eigenschaften von besonderer Bedeutung. Die messtechnische Basis für Prüfverfahren, mit denen derartige Eigenschaften quantitativ erfasst werden können, beruht auf den Grundlagen der geometrischen Optik (auch Strahlenoptik). Hier werden Eigenschaften des Lichts wie Reflexion, Brechung und Dispersion untersucht. Trifft ein Lichtstrahl auf die Grenzfläche zwischen zwei transparenten Medien, wird im Allgemeinen ein Teil reflektiert und ein anderer Teil gebrochen. Beide Strahlen verlaufen in der Einfallsebene. Der Reflexionswinkel α_R ist gleich dem Einfallwinkel α₁. Für den Brechungswinkel α₂ gilt folgender Zusammenhang (Bild 1) (Gl. 1):

$n_{2}\cdot \sin \alpha _{2}=n_{1}\cdot \sin \alpha _{1}$

(1)

Bild 1:

Optische Brechung und Reflexion an einer ebenen Grenzfläche

n₁ und n₂ sind die Brechungsindizes der Medien, in denen sich der einfallende bzw. gebrochene Strahl ausbreitet. α₂ ist der Brechungswinkel, α₁ der Einfallswinkel. Der Brechungsindex n ist für jedes Medium als das Verhältnis zwischen der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und in diesem Medium definiert (Gl. 2):

$n={\frac {c}{v}}$

(2)

mit:

c	Lichtgeschwindigkeit
v	Geschwindigkeit im Medium

Literaturhinweise

• Halliday, D., Resnick, R., Walker, J., Koch, S. (Hrsg. der deutschen Ausgabe): Halliday Physik. Wiley VCH Verlag, Weinheim (2018) (ISBN 978-3-527-41356-0)
• Trempler, J.: Optische Eigenschaften. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 323–357 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)