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Wir betrachten eine Welle, die sich mit dem Wellenvektor sich auf die Grenzfläche Luft-Glas
hinbewegt. Eingezeichnet ist rot der Wellenberg, der durch
zur Zeit
geht. Dieser Wellenberg berührt
die Grenzfläche in
. An beiden orten wird eine Huygens'sche Elementarwelle
ausgelöst. nach der Zeit
hat der Wellenberg, der zur Zeit
durch
ging,
erreicht. Nach
dem Huygens'schen Prinzip hat auch die in
startende Elementarwelle
erreicht. Die Elementarwelle aus
ist nun bei
. Da wir keine Annahme über Zeiten und Abstände
gemacht haben, muss diese Elementarwelle Teil eines konstruktiv überlagernden Systems von
Elementarwellen sein, die eine zweite ebene Welle mit dem Wellenvektor
erzeugen. Da die
Ausbreitungsgeschwindigkeit für die beiden Elementarwellen gleich ist, da die Verbindungsstrecken
und
gleich lang sind und beide Teile eines rechtwinkligen Dreiecks sind,
müssen alle Winkel gleich sein. Deshalb ist der Neigungswinkel von
zur Senkrechten gleich dem
Neigungswinkel von
zur Senkrechten. Es folgt das Reflexionsgesetz
In einem Medium bewegt sich Licht langsamer: die Lichtwelle regt die gebundenen Elektronen zum Schwingen an.
Diese erzeugen Huygens'sche Elementarwellen, aber mit einer Phasenverschiebung
oder, in anderen Worten, einer Zeitverzögerung. Dies bedeutet, dass Licht sich langsamer
ausbreitet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht im Medium ist
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(3.3) |
Bei senkrechtem Einfall ist die Intensität des reflektierten Lichtes (ohne Beweis)
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(3.4) |
Dabei sind und
die Brechzahlen der beiden Medien und
die einfallende Intensität.
Bei
(Luft) und
(Wasser) ist
. Für
(Glas) ist
und
für
(etwa Diamant) ist
. Bei
ist
!