Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 198

Tab. 4.14 Brechungsindizes einiger ausgewählter transparenter Flüssigkeiten und Feststoffe
Material Brechungsindex Material Brechungsindex

Trockene Luft (1 bar) 1.000278 Plexiglas (PMMA) 1.49

Eis (−8 °C) 1.309 Opt. Gläser 1.51-1.58

Wasser (0 °C) 1.3346 Quarz 1.544-1.553

Ethanol 1.3614 Saphir/Rubin 1.757-1.779

Äthylglykol 1.4318 Bleiglas 1.805

Tetrachlorkohlenstoff 1.46 kubischer Zirkon 2.17-2.21

Glyzerin 1.47 Zinksulfid 2.37

Benzol 1.49 Diamant 2.419

Epoxidharz 1.55-1.63 Siliziumcarbid 2.65-2.69

Abb. 4.46 Skizze zur Her-
leitung des Snelliusschen
Brechungsgesetzes

sin θ 1
sin θ 2

= n 2
n 1

= c 1

· t

= λ 1

λ 2 .

(4.170)

c 2 · t

Die Abb. 4.47 zeigt die Abhängigkeit des Brechungswinkels θ 2 vom Einfallswinkel θ 1 für
verschiedene Stoffkombinationen. Mit steigendem Verhältnis des Brechungszahlverhält-
nisses n 2 / n 1 verringert sich der Austrittswinkel θ 2 .
Für absorbierende Medien, in denen die Brechzahl n als komplexe Zahl definiert ist,
kann man das Brechungsgesetz nicht mehr anwenden; es kann näherungsweise noch ein-
gesetzt werden, sofern der Imaginärteil viel kleiner als der Realteil ist (Fließbach 2008 ).
Bei der Totalreflexion einer elektromagnetischen Welle wird diese an der Grenzfläche
nicht gebrochen, sondern vollständig reflektiert, und somit in das Ausgangsmedium zu-
rückgeworfen. Tritt beispielsweise ein Lichtstrahl aus einem optisch dichteren Medium
über eine Grenzfläche in ein dünneres Medium, so wird der Lichtstrahl vom Lot weg-
gebrochen und der Austrittswinkel θ 2 ist deutlich größer als der Einfallswinkel θ 1 . Dies ist
solange möglich bis der gebrochene Strahl parallel zur Grenzfläche verläuft. Dieser Winkel
wird als kritischer Winkel θ c bezeichnet, für den gilt: