Wieso wird Licht gebrochen?

Erste Frage Aufrufe: 479     Aktiv: 14.11.2021 um 16:50

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Hallo,

Licht ändert die Richtung, wenn es in ein Medium mit einem unterschiedlichen Brechungsindex eintritt. Die Erklärung, die ich dafür auf sämtlichen Websiten gefunden habe, ist wie folgt: 

Licht ändert die Richtung beim Mediumswechsel, weil sich Licht in unterschiedlichen Medien unterschiedlich schnell ausbreitet. 

Mit dieser Begründung gebe ich mich nicht zufrieden, weil es in meinen Augen keine Begründung ist. Wieso hängt die Richtung davon ab, wie schnell sich das Licht ausbreitet? 

Eine weitere Erklärung, die häufig genannt wird ist, dass nach dem Fermatschen Prinzip, Licht immer den zeitlich kürzesten Weg nimmt. Aber wieso stimmt das Fermatsche Prinzip?
Die Begründung, dass Licht alle möglichen Wege nimmt und sich alle Wege aufheben, außer der zeitlich kürzeste Weg erscheint mir nicht schlüssig, weil es ja unendlich viele Wege gibt und es deshalb auch unendlich lange dauern würde, alle möglichen Wege auszurechnen. 

Ich bedanke mich schoneinmal im Voraus für eine Antwort :)
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Beide genannten Begründungen sind aber richtig. Kennst Du das Hyugensche Prinzip? Falls nicht, so google das einmal. Vielleicht findest Du sogar dort eine Herleitung des Brechungsgesetzes.
Überall, wo das Licht die Grenzschicht erreicht, breiten sich nundanach im neuen Medium  Elementarwellen mit geringerer oder größerer Geschindigkeit aus, wodurch die Einhüllende der Elementarwellen also die Wellenfront einen Knick macht. Genau das ist Brechung.
Was das Fermatsche Prinzip betrifft, so stellt es eine Möglichkeit dar, das Verhalten bei Brechung durch ein Extremalprinzip zu beschreiben. Natürlich "prüft" die Welle nicht wirklich alle Wege, um den zeitlich kürzesten zu finden.
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