Reflexionsgesetz (Video)
In diesem kurzen Video lernst du, wie das Reflexionsgesetz funktioniert und wieso Lichtstrahlen so zurückgeworfen werden. Einfach und verständlich erklärt für jeden!
VIDEOSKRIPT
Was das Reflexionsgesetz ist, mit welcher Formel du es beschreiben kannst und wo es dir im Alltag begegnet, erfährst du hier!
Reflexionsgesetz einfach erklärt
Wenn ein Lichtstrahl auf eine glatte Oberfläche, wie einen Spiegel, trifft, wird er auf eine bestimmte Weise zurückgeworfen. Er wird also reflektiert. In welche Richtung sich dabei der Lichtstrahl ausbreitet, sagt dir das Reflexionsgesetz.
Wie lautet das Reflexionsgesetz?
Beim Reflexionsgesetz gibt es drei grundlegende Aussagen. Schauen wir dazu das folgende Beispiel Schritt für Schritt an.
Stell dir vor, ein Lichtstrahl, der sogenannte einfallende Strahl trifft auf einen ebenen Spiegel. Der Lichtstrahl kommt von einer Lichtquelle, wie zum Beispiel einem Laser.
Nachdem der Strahl die Oberfläche erreicht hat, breitet er sich als reflektierter Strahl in eine andere Richtung weiter aus. Das ist der Strahl, der sich von dem Spiegel wegbewegt.
Wichtig ist auch das sogenannte Einfallslot. So bezeichnest du die Senkrechte zum Spiegel, und zwar in dem Punkt, in dem der einfallende Strahl auf die Oberfläche trifft und der reflektierte Strahl die Oberfläche verlässt. Super!
Damit kannst du nun zwei wichtige Winkel bestimmen.
Den Winkel zwischen einfallendem Strahl und Einfallslot: den Einfallswinkel.
Und den Winkel zwischen reflektiertem Strahl und Einfallslot: dem Ausfallwinkel.
Laut der ersten Aussage des Reflexionsgesetzes müssen die beiden Winkel gleich groß sein. Den Einfallswinkel bezeichnest du als Alpha, den Ausfallwinkel als Alpha Strich. Du kannst also sagen: Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfallswinkel oder kurz Alpha ist gleich Alpha Strich.
α = α'
Zweitens müssen laut dem Reflexionsgesetz der einfallende Strahl, reflektierte Strahl und das Einfallslot in einer Ebene liegen. Das heißt, der reflektierte Strahl kann bei einer glatten Oberfläche nur in dieser Ebene zurückgeworfen werden und damit vor allem nicht seitlich abweichen.
Als Letztes legt das Reflexionsgesetz fest, dass der Lichtweg umkehrbar ist. Das bedeutet, dass der einfallende Strahl auch der reflektierte Strahl sein könnte, wenn die Lichtquelle andersherum auf die glatte Oberfläche trifft. Der Weg des Lichts ist also derselbe, nur die Richtungen sind vertauscht.
Direkte und diffuse Reflexion
Das Reflexionsgesetz kommt allerdings je nach Material und Art der Oberfläche unterschiedlich zum Einsatz. Trifft das Lichtbündel, statt auf einen Spiegel auf eine rauere Oberfläche wird es in alle möglichen Richtungen reflektiert. Das liegt daran, dass die Oberfläche in viele unterschiedlich ausgerichtete Teilflächen aufgeteilt ist. Du kannst somit keine eindeutige Ausbreitungsrichtung bestimmen. In diesem Fall sprichst du von einer diffusen Reflexion oder auch von sogenanntem Streulicht. Nichtsdestotrotz kannst du erkennen, dass ein einzelner Lichtstrahl, auch bei der diffusen Reflexion dem Reflexionsgesetz folgt. Die Ausbreitungsrichtungen unterscheiden sich, wegen den Teilflächen, untereinander. Einfallswinkel und Ausfallwinkel sind bei jedem Strahl dennoch gleich.
Bei einer glatten Oberfläche ist das ganz anders. Wie du schon gesehen hast, wird hier jeder Lichtstrahl in die gleiche Richtung abgelenkt. Du kannst das auch direkte Reflexion nennen. Für alle Lichtstrahlen gilt das Reflexionsgesetz gleichermaßen.
Doch wo genau kannst du das Gesetz im Alltag beobachten?
Reflexionsgesetz: Alltagsbeispiele
Tatsächlich kannst du das Reflexionsgesetz häufiger beobachten, als du das wahrscheinlich vermutest.
Wenn du beispielsweise auf eine glatte Wasseroberfläche schaust, ist dir sicher schon mal aufgefallen das sich ein nahegelegener Baum oder die Berge darin spiegeln. Dahinter steckt dann das Reflexionsgesetz.
Bei Fahrrad-Reflektoren wird das Reflexionsgesetz folgendermaßen genutzt: Der Reflektor an deinem Fahrrad wirft das Licht nämlich in die gleiche Richtung zurück, aus der es gekommen ist. So kann ein Fahrrad zum Beispiel von einem Autofahrer besser erkannt werden, wenn es von den Autoscheinwerfern angeleuchtet wird.
Auch die Taschenlampe nutzt das Reflexionsgesetz, um den Lichtstrahl genau in eine bestimmte Richtung zu reflektieren.
Outro: Lichtbrechung
Aber was passiert denn eigentlich mit dem nicht reflektierten Teil des Lichtes? Und was hat das Brechungsgesetz damit zu tun? Schau dir jetzt unser Video zur Lichtbrechung an und finde es heraus!