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Brechzahl
3.
Brechzahl
3.1
Definition der Brechzahl
Die Brechzahl n (früher auch Brechungsindex genannt) einer Substanz ist das Verhältnis der Geschwindigkeit
eines Lichtstrahls in Vakuum zu seiner Geschwindigkeit in der Substanz (dimensionslos).
Luft
Wasser
Kritischer
Winkel
Da die Brechung von der Wellenlänge des einfallenden Lichts abhängt, wird die Brechzahl n standardmässig bei
der D-Linie von Natrium (Wellenlänge 589.3 nm) gemessen und mit n
Die Brechzahl hängt nicht nur von der Wellenlänge des Lichts sondern auch von der Temperatur der gemessenen
Probe ab. Die Standardtemperatur ist 20 °C. Wenn bei einer anderen Temperatur, z.B. bei 25 °C gemessen wird,
muss diese angegeben werden: n
10
n
z.B.
1
Luft
n
z.B.
2
Wasser
Totale
Reflexion
25
.
D
Tritt ein Lichtstrahl in einem bestimmten Winkel von
einem optisch weniger dichten in ein optisch dichteres
Medium (z.B. von Luft in Wasser), ändert er seine
Richtung; bei senkrechtem Eintritt findet keine
Richtungsänderung statt. Nach dem Gesetz von
Snellius ist das Verhältnis der Brechzahlen beider Me-
dien proportional zum Verhältnis von Brechungs- und
Einfallswinkel des Lichtstrahls:
n
1
=
n
2
Wenn ein Lichtstrahl von einem optisch dichteren in
ein optisch weniger dichtes Medium tritt, ändert er
ebenfalls seine Richtung. Wird der Einfallswinkel α
vergrössert, so erreicht er einen Grenzwert, bei dem
der Lichtstrahl nicht mehr in das optisch weniger dich-
te Medium übertritt (Brechungswinkel β = 90°). Beim
Überschreiten dieses "Grenzwinkels" tritt Totalreflexion
ein. Aus dem Grenzwinkel α wird die Brechzahl be-
rechnet:
β = 90°
bezeichnet.
D
METTLER TOLEDO
sin β
sin α
sin β = 1
RE40D/RE50 Refraktometer
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