Negativer Index of Refraction

Max und Rike sind noch im Ski-Urlaub. Über Nacht hatte es geschneit, heute schien die Sonne. Max und Rike haben heute etwas schwierigere Pisten ausprobiert und hatten viel Spaß.

Max Rike, mein Cocktail ist komisch, der “verwickelt” und “verdoppelt” den Strohhalm. Deiner auch?

Rike Haha! Naja, Alkohol bricht etwas stärker als Wasser, ich kann mal versuchen, Dir das zu erklären.

Max Hmm

Rike Max, das Licht wird an Materialgrenzen zu transparenten Materialien gebrochen u n d reflektiert.

Der gute Monsigneur Fresnel hat dazu die Gleichungen aufgeschrieben .... warte mal, hier. Es werden die verschiedenen Polarisationen des Lichtes einzeln betrachtet, steht für das senkrecht polarisierte Licht, für das parallele.

Max Okay.

Fresnelsche Formeln

Rike Hier sind die Formeln. ist der Anteil des (senkrecht polarisierten) Lichtes, der reflektiert wird, der Reflexionsanteil des parallel polarisierten Lichtes.

Energieerhaltung

und sind die Anteile, die nicht reflektiert werden, die durchgehen, transmittieren.
Wir mitteln erst mal die beiden Polarisationen:

Wegen des Energieerhaltungssatzes ist

Max Hmm

Analyse

Rike Wir brauchen also nur die Formel für zu analysieren, was nicht reflektiert, das wird transmittiert.

Max Klar! Ist ja ne ziemliche Monsterformel!

II_09_ior_136-02 — Diagramm für bei [Alkohol]

Rike Naja, ist nichtlinear und stark vom Winkel abhängig. Nur bei also wenn die Materialien “optisch” gleich sind, dann ist die Funktion identisch Null.

II_09_ior_1-01 — Diagramm für bei [Vakuum, Luft]

Max Hmm, wenn unten dasselbe wie oben ist, ein leeres Glas? Nee, ich mag lieber unterschiedliche Brechungsindizes! Also bei Alkohol gibt es so einen Anstieg der Kurve. Was bedeutet das?

Rike Bei den Einfallswinkeln haben wir fast keine Reflexion, erst ab und die wächst dann bis sehr stark an. Bei ist sie 1. Das siehst Du am Glasrand, rechts und links.