Lichtbrechung und Brechungsindex

[McSchuerf]

Hallo ,
die Stärke der Lichtbrechung eines Stoffes wird durch seinen Brechungsindex (n) ausgedrückt! Lichtbrechung tritt in allen Kristallen auf (nicht nur bei Edelsteinen!) und ist ein wichtiges Bestimmungsmerkmal, wie z.B. auch die Doppelbrechung beim Calcit.
Lichtbrechung wiederum oder auch Refraktion des Lichts, bedeutet Richtungsänderung eines Lichtstrahls beim Übergang von einem Stoff in einen anderen.
Ursache der L. sind die unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten in den verschiedenen Stoffen. Tritt eine Lichtstrahl von einem optisch dünneren Medium (höhere Lichtgeschwindigkeit) in ein optisch dichteres (niedrigere Lichtgeschwindigkeit), so wird ein Teil des Lichts nach dem Reflexionsgesetz reflektiert, während der restliche Lichtanteil in den Stoff eindringt und zum Einfallslot hin gebrochen wird. Beim Übergang vom optisch dichteren in das dünnere Medium tritt Brechung vom Einfallslot weg auf.
Die Stärke der L., wie gesagt, wird dann durch seinen Brechungsindex mit der Formel n bezeichnet! Anders ausgedrückt, ist der Brechungsindex das Maß für die Stärke der Lichtbrechung, die sich aus dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c0 (ist gleich der Luft) zu der im durchstrahlten Stoff c1 ergibt. Da die Messung der Lichtgeschw. schwierig ist, wird der Brechungsindex aus den trigometrischen Beziehungen zwischen Einfallswinkel Alfa und Ausfallswinkel Beta berechnet.
Beispiele: Für Diamant ist der Brechungsindex n = 2,4; für Steinsalz 1,54; für Wasser 1,333.

Also 'abgebrochen' hab ich mir jetzt hierbei nix *grins*.
Wollt ich nur sagen.

Gruss McSchuerf

[Germanicus]

Hallo McSchuerf,
Ich hätte da mal eine Frage:
Ist die Fähigkeit eines Kristalls Licht zu brechen nicht auch ein Kennzeichen für seine Anisotrope. Ich will sagen kann ein Kristall nicht auch einen Lichtstrahl in den verschiedenen Achsenrichtungen verschieden brechen?
Ich weiß, daß die Brechung -Bragg sei dank- von dem Aufbau der Netzgitterebenen abhängt. Also müßten doch auch bei verschiedenen Translationen in den einzelnen Ebenen verschiedene Brechungswinkel auftreten. Das hat zur Folge, daß ein Kristall das Licht aus verschiedenen Richtungen mit verschiedenen Winkeln und damit mit verschiedenen n-Werten brechen kann. Stimmt das???

Germanicus
-Ehemals Lk -Physikus

[Germanicus]

Mir ist gerade mein Fehler aufgefallen:
Bragg ist natürlich Reflexion und nicht Beugung. Aber trotzdem bleibt noch die Frage ob es verschiedene n Werte für ein und den selben Kristall in verschiedenen Richtungen gibt. War da nicht so was mit dem Isländischen Spat?

Germanicus

ehemaliger LK Physikus, der seinen Tutor oft zur Verzweiflung brachte

[McSchuerf]

Sehr gut aufgepaßt, Germanicus!

(Setzen - 1! *grins*)
Die Anisotropie funktioniert nur bei den Mineralien der nicht-kubischen Systeme, da alle Kristalle des kubischen Sytems sich ja logischerweise optisch isotrop verhalten müssen (denn hier sind alle Seiten des Kristalls ja gleich lang und alle Achsen schneiden sich im rechten Winkel - also bei 90 Grad).

Der 'Isländische Doppelspat'(Doppelspat nach dem Begriff der Doppelbrechung so genannt) ist nicht nur das Paradebeispiel für Lichbrechung (Doppelbrechung) sondern auch gleichzeitig für Anisotropie!
Für alle, die mitlesen, nochmal zur Verdeutlichung, was dieser Begriff genau beinhaltet:

anisotrop = richtungsungleichwertig bzw. richtungsabhängig. Die Eigenschaft eines festen Stoffes, sich in verschiedenen Richtungen physikalisch unterschiedlich zu verhalten.
Andere Beispiele für Anisotropie als die Lichtbrechung sind z.B. der Glimmer, der nur in einer bestimmten Richtung spaltbar ist; Disthen (Kyanit) zeigt in zwei verschiedenen Richtungen unterschiedliche Härte.

Es gibt Anisotropie also bei Härte aber auch bei der Wärmeleitfähigkeit, der Wärmeausdehnung, der Lichtdurchlässigkeit, Farbe, Reflexion und der Lichtbrechung. Weitere Beispiele für solche Eigenschaften ließen sich sicher auch noch finden.

Der Calcit (also auch der Isländische Doppelspat ) gehört zum sog. trigonalen Kristallsystem, d.h. 3 gleich lange Achsen des Achsenkreuzes liegen in einer Ebene und schneiden sich unter einem Winkel von 120 Grad. Die vierte Achse ist ungleich lang und steht senkrecht auf dieser Ebene. Der Calcit kann daher z.B. als Rhomboeder oder Skalenoeder auftreten. Somit sind die Voraussetzungen für ein richtungsunabhängiges 'Verhalten' gegeben und es gibt bei der berühmten 'Doppelbrechung' einen sog. 'ordentlichen' und einen sog. 'außerordentlichen' Lichtstrahl. Also müssen mehere Brechungindizes n berechnet werden. (Näheres zur Doppelbrechung gerne später). 'Immer nur dienstags - *lach* wie bei 'Startrek - '

Ich wollte auch noch später dazu überleiten. War etwas verwirrend der erste Beitrag, da zu abstrakt und theoretisch.

OK? Nun alles verstanden? Dann kanns später weitergehen.

Gruß Peter (Mc..)

[Germanicus]

Hallo McSchuerf,
danke für die schnelle und kompetente Antwort. Ich war mir echt nicht sicher . Habe dann gestern abend nochmals im Kleber ( für Interessierte: "Einführung in die Kristallographie" von KLEBER ISBN 3-341-01205-2 ca. 60 DM) nachgeschlagen. Habe aber natürlich nicht sofort das richtige gefunden.
Ich wollte auch mal fragen ob du sicher bist, daß vor deinem Namen kein "Prof.Dr." steht :-)

In diesem Sinne: Lebe lange und in Frieden

Germanicus

alias Spokius

PS: aus welcher Folge stammt eigentlich: "Immer nur dienstags" . es sagt mir nichts obwohl ich alle Folgen von TNG und den Nachfolgern gesehen habe. Muß wohl aus der Kirk-Zeit sein.

[McSchuerf]

Hallo Germanicus,

freut mich, daß Dir meine Antwort was gebracht hat!
Den 'Kleber' und seine Kristallographie habe ich auch unter meinen Büchern - der ist mir aber ehrlich gesagt etwas zu kompliziert.
Dann lieber den 'Klockmann' (Das Muß für jeden Hobbymineralogen, Chemiker und Geologen) - gibts aber glaube ich nicht mehr ('schon fast antik')

Nein - ist nur ein Hobby von mir. Genauso wie meine Kinderpatenschaften. Einen Prof.Dr. habe ich nicht vor meinem Namen; ist aber lieb von Dir gemeint. Wenn ich Mineralogie studiert hätte, hätte ich auch Mathematik/und Geometrie und solche Dinge zwangsläufig studieren müssen, in diesen Fächern bin ich aber eine Niete, daher hab ichs lieber gleich gelassen! Trotzdem habe ich schon mal zwei Museumsführungen fachlich begleitet und einen privaten Vortrag gehalten - im Rahmen meiner Ex-Mitgliedschaft im NVN.

Ich hoffe, daß war kein Abschiedsgruß von Dir, daß mit dem Vulkanierspruch, meine ich! Ja, die Kirkfilme habe ich auch alle auf Kassette - in amerikanisch und in deutsch! Bin ein waschechter Trekki-Fan. Zur zeit schwärme ich aber mehr für Voyager. Die haben sich ja in Sachen Unterhaltungswert und Spannung von Null auf Hundert hochkatapultiert! Hut ab vor Roddenberry!
Das mit 'immer nur dienstags' stammt doch aus dem letzten Kinofilm mit Kirk - Treffen der Generationen, wo er mit Captain Harryman spricht und der ihm laufend sagt..leider sind auch die Phaser noch nicht eingebaut - erst dienstags.. und so geht das Hin-und Her- alles fehlt auf dem Jungfern-Schiff - ...kommt alles erst dienstags und Kirk muß auch noch sein Leben in Nähe der Brücke opfern bei einer Reparatur. Dann erwacht er später im Nexus und stirbt dann endgültig im Kampf gegen Zoran. Die Sterbeszene von Shatner war spitze! Da kamen mir wirklich die Tränen. Du denkst da stirbt ein Angehöriger, obwohl das nur Film ist. Aber wenn Du tageintagaus immer die selben Folgen wieder und wieder guckst und Kirk Dein Vorbild ist - dann ist es schon hart ihn irgendwann 'sterben' zu sehen.. Na ja ich schwärme mal wieder. Is ja nur ein Film..
Also auch - 'Live long and prosper - Germanicus'! bis zum nächsten Mal hoffentlich!

Keine Lust sich mal meinen Quiz reinzuziehen? Trau Dich doch!
Du wärst erst der Dritte und hättest gute Chancen zu gewinnen..

Bis dann -

Gruß Peter (Mc..)

[Germanicus]

Hallo McSchuerf,
Jetzt wo du es sagst fällt es mir auch wieder ein, wo der Spruch herkommt.
Ich muß gestehen, daß ich nicht mehr so der Fan bin seit, Voyager kommt ( seven of nine ist natürlich eine Augenweide) aber die Handlungen der ersten Staffeln waren so schlecht, daß sie beinahe schon wieder gut waren, die Musik ist eigentlich das einzig gute an Voyager. Seit die neue Staffel läuft hat sich das zwar mit der Handlung verbessert , aber ich habe den Eindruck das die Autoren etwas zuviel aus den alten Drehbüchern abschreiben.
Ich vermisse die neuen folgen ( wenn es über haupt wieder welche gibt) von Deep Space Nine.
Was hält’s du eigentlich von Babylon 5? Ich hab falls alle Film davon auf Video , leider fehlen mir vier ( die hab ich mal einem Kumpel ausgeliehen und der Idiot hat dann die Kassette überspielt ).

Zu dem Quiz, Zur Zeit frißt mich mein Chemie-Praktikum förmlich auf, komme kaum noch an den Computer geschweige den mal zu einer Ruhigen Minute . Jetzt ist nämlich gerade Klausuren Zeit angebrochen ( also addiert sich der Streß), aber in Zwei Wochen ist es endlich vorbei und dann geht es zu einem Katierpraktikum in den Hildesheimer Wald ( Sackwald) . Kennst du vielleicht einige Interessante Stellen in dem Gebiet, wo man was interessantes finden kann ?

MfG Germanicus

[McSchuerf]

Hallo Germanicus -

der Hildesheimer Wald (Sackwald) sagt mir im Momnet nichts aber ich müßte dann mal in meinem Fundstellenatlas nachschauen - ob da was Lohnendes vergraben sein könnte. Da melde ich mich gerne nochmal, wenn fündig!

Babylon 5 finde ich langweilig; ne Menge Voyagerfolgen haben natürlich von den älteren Startrek-Folgen etwas 'Abgekupfertes'! Spannender sind die meisten neuen Voyager-Folgen seit den Borg aber schon. (besonders seit Seven of Nine!).
Eine Fortsetzung von 'Deep Space Nine' würde ich mir auch gerne wünschen, aber die drehen nix mehr Neues!

Bis dann

Gruß Mc...

[McSchuerf]

... achso wegen dem Quiz laß Dir keine grauen Haare lassen -hast ja dann viel um die Ohren jetzt - war vielleicht doch insgesamt zu schwer für Einsteiger(wie auch schon mehrfach angedeutet wurde).
Ich warte doch noch bis zum 15.3. und verkünde dann das Ergebnis - auch wenn dann halt nur 2 Einsender vorliegen. Ist jetzt auch egal..

Gruß Mc..

[Germanicus]

Hallo McSchuerf,

Ich nehme die Herausforderung an!

Morgen hast du die Lösungen (oder zu mindestens ein paar :-)


MfG Germanicus

[McSchuerf]

Hallo Germanicus,

auf Deine Lösungsvorchläge zum Quiz freue ich mich auch schon drauf!

Gruß Mc..