Das Reflexionsgesetz
Der Einfallswinkel (θᵢ) ist gleich dem Reflexionswinkel (θᵣ), beide gemessen zur Normalen (senkrechte Linie auf die Oberfläche).
Wichtige Begriffe
- Normale: senkrechte Linie auf die Reflexionsoberfläche am Auftreffpunkt
- Einfallswinkel: Winkel zwischen Einfallsstrahl und Normaler
- Reflexionswinkel: Winkel zwischen reflektiertem Strahl und Normaler
Reguläre und diffuse Reflexion
| Art | Oberfläche | Ergebnis |
|---|---|---|
| Reguläre (spiegelnde) Reflexion | Glatte Oberfläche (Spiegel) | Klares Bild |
| Diffuse Reflexion | Raue Oberfläche (Papier, Wand) | Kein klares Bild |
Bei diffuser Reflexion trifft paralleles Licht auf eine raue Oberfläche und wird in viele Richtungen gestreut — deshalb leuchten matte Oberflächen nicht wie Spiegel.
Bilder in einem ebenen Spiegel
- Virtuell (nicht auf einem Schirm abbildbar)
- Aufrecht (nicht auf dem Kopf)
- Gleich groß wie das Objekt
- Gleich weit hinter dem Spiegel wie das Objekt davor
- Seitenverkehrt
Ein Lichtstrahl trifft unter 35° auf eine Spiegeloberfläche. Wie groß ist der Reflexionswinkel?
Nach dem Reflexionsgesetz: θᵣ = θᵢ = 35°
Praxisbezug: Periskop in einem U-Boot
Ein Periskop nutzt zwei flache Spiegel unter 45°, damit die U-Boot-Besatzung über die Wasseroberfläche schauen kann, ohne aufzutauchen. Licht trifft den oberen Spiegel unter 45° auf, reflektiert nach unten (Reflexionswinkel = 45°), trifft dann den unteren Spiegel und wird horizontal ins Auge des Beobachters reflektiert — alles dank des Reflexionsgesetzes.
Praxisbezug: Solarkocher mit Parabolspiegel
Ein Solarkocher nutzt einen gekrümmten Spiegel aus vielen kleinen, flachen Abschnitten. Jeder Abschnitt reflektiert Sonnenlicht nach dem Reflexionsgesetz, und die Krümmung ist so gestaltet, dass alle reflektierten Strahlen an einem Punkt — dem Kochtopf — zusammentreffen. Temperaturen im Brennpunkt können über 200 °C erreichen.
Praxisbezug: Katzenauge auf der Straße
Katzenaugen (Straßenreflektoren) sind kleine, in die Fahrbahn eingelassene Reflektoren. Jeder besteht aus zwei kleinen, angewinkelten Spiegeln, die Scheinwerferstrahl direkt zum Fahrer zurückwerfen — unabhängig vom genauen Einfallswinkel. Eine direkte Anwendung des Reflexionsgesetzes für mehr Sicherheit bei Dunkelheit.
Übungsaufgaben
Ein Lichtstrahl trifft unter 50° auf einen ebenen Spiegel (gemessen zur Normalen). Wie groß ist der Reflexionswinkel?
Antwort anzeigen
Warum erscheint eine Seite eines ebenen Spiegelbildes seitenverkehrt, aber nicht oben und unten vertauscht?