Brechungsgesetz < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 23:53 Mo 16.01.2012 | | Autor: | omarco |
| Aufgabe | | Licht soll nach Durchlaufen eines langen Lichtleiterkerns mit einem Brechungsindex nk=1.7 die Stirnseite unter einem maximalen Ausfallwinkel von 30° Grad in Luft mit nL=1 verlassen. In welchem Bereich muß der Brechungsindex des Materials liegen, mit dem der Kern beschichtet wird ? |
Wie ist das denn mit dem maximalen Ausfallwinkel zu realisieren? Der Ausfallwinkel kann doch bis 90° gehen. der Einfallswinkel dann bis zum Grenwinkel der Totalreflexion. In der Lösung ist angegeben 1,625<nb<1,7
Mit 1,7 wäre es ein Grenzwinkel von 36°.
|
|
| |
|
Hallo!
Völlig unabhängig von dem maximal möglichen Ausfallwinkel ist hier ja der maximal geforderte Winkel gegeben. Welchem Einfallswinkel entspricht der?
Dieser einfallende Lichtstrahl wird sicher vorher an den Wänden der Faser, also an den Übergang der beiden Materialien, reflektiert (Winkel?).
Bei dem gegebenen maximalen Einfallswinkel an der Stirnseite muß an den Wänden noch Totalreflektion stattfinden, und danach ist gefragt.
Das Problem einer Glasfaser ist, daß sie Wände total reflektierend sein müssen. Eine nackte Faser wäre ideal, allerdings nicht für Kabel geeignet - irgendeine Ummantelung muß sein. Dummerweise haben alle festen Stoffe einen hohen Brechungsindex von 1,5 und mehr. Forderst du, daß an der Stirnseite Licht bis in den Bereich der Totalreflektion austreten soll, wäre der notwendige Brechungsindex für den Mantel sehr klein - so ein (festes) Material gibt es nicht. Deshalb beschränkst du den geforderten Austrittswinkel, und kommst mit dem Index des Mantels wieder in den Bereich des Machbaren.
Also: Berechne den Winkel an den Wänden der Faser, und betrachte dann die Totalreflektion daran.
|
|
|
|
