2 Das Reflexionsgesetz an ebenen Flächen

2.1 Abbildungen durch ebene Spiegel

Abbildung 2.1


Fällt nach Abb. 2.1 Licht einer punktförmigen Lichtquelle L auf einen ebenen Spiegel, so wird jeder Lichtstrahl nach dem Reflexionsgesetz reflektiert. Die gestrichelten Verlängerungen der Strahlen treffen sich hinter dem Spiegel im Punkt L'. Für einen Beobachter scheinen alle Strahlen vom Punkt L' herzukommen. L' ist daher das Bild der Lichtquelle L.
Gegenstandspunkt L und Bildpunkt L' liegen auf einer Normalen zur Spiegelfläche und haben den gleichen Abstand vom Spiegel.

Es handelt sich hierbei um ein virtuelles oder scheinbares Bild, weil sich nicht die Strahlen selbst, sondern nur ihre Verlängerungen schneiden. Ein virtuelles Bild kann im Gegensatz zu einem reellen Bild, bei dem sich die Strahlen wirklich schneiden, nicht auf einem Schirm sichtbar gemacht werden [1].

Das virtuelle Bild eines Punktes findet man, indem man das Lot auf die Spiegelfläche fällt und dieses um sich selbst verlängert.
Bei der Spiegelung ausgedehnter Körper muß beachtet werden, daß ein Rechtssystem in ein Linkssystem abgebildet wird.

  2.2 Diffuse Reflexion
An rauhen Flächen wird Licht zwar reflektiert, man kann jedoch kein Spiegelbild erkennen. Zur Erklärung muß man sich die Oberfläche aus mikroskopisch kleinen, spiegelnden Flächen zusammengesetzt denken, die, statistisch verteilt, alle möglichen Richtungen haben. Ein Lichtbündel wird dann zerlegt in lauter Teilbündel mit ebenfalls allen möglichen Richtungen. Dies nennt man diffuse Reflexion [3].   2.3 Mehrfachspiegel

Abbildung 2.2


 




Wird nach Abb. 2.2 ein Lichtstrahl an zwei unter einem Winkel g gegeneinander geneigten Spiegeln zweimal reflektiert, so wird der Strahl um einen Winkel abgelenkt, der doppelt so groß ist wie der von den Spiegeln eingeschlossene Winkel:

Im Dreieck ABC beträgt die Winkelsumme
(1)
Im Dreieck ABD gilt
(2)
Aus (1) folgt  , eingesetzt in (2) ergibt 

Wählt man z.B. , so stehen einfallender und reflektierter Strahl aufeinander senkrecht. Ein solcher Winkelspiegel wird in der Geodäsie benutzt, um zwei zueinander senkrechte Richtungen zu bestimmen.

Für wird der Ablenkungswinkel , d.h. der einfallende und reflektierte Strahl sind parallel [1].

Ordnet man drei Spiegel so an, daß sie die Ecke eines Würfels darstellen, so erhält man den sogenannten Tripel- oder Zentralspiegel. Ein Lichtstrahl, der in einen Zentralspiegel fällt, wird stets so reflektiert, daß der reflektierte Strahl parallel zum einfallenden verläuft.

Eine weitere Anwendung ist der Spiegelsextant, der in der Seefahrt dazu benutzt wird, die geographische Breite des Schiffsortes zu bestimmen.
 
 

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