Dresden 2000 – scientific programme

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DD: Didaktik der Physik

DD 11: Klassische Physik

DD 11.6: Talk

Tuesday, March 21, 2000, 15:55–16:15, G 52

Zur frustrierten Totalreflektion — •Alfons Stahlhofen und Herbert Druxes — Univ. Koblenz, Inst. f. Physik, Rheinau 1, 56075 Koblenz

Das Phänomen der Totalreflektion wird in jedem Lehrbuch der Optik und auch in Schulbüchern dargestellt und diskutiert. Dabei wird jedoch der Weg des Lichtstrahls im optisch dünneren Medium, den Newton als Parabel annahm und der zu einer Verschiebung des reflektierten Strahls bezüglich der Vorhersage der geometrischen Optik führt (Goos-Hänchen Verschiebung), kaum diskutiert. Diese evaneszente Mode im optisch dünneren Medium wird seit 100 Jahren durch Einführung eines dritten optisch dichteren Mediums untersucht. Die resultierende frustrierte Totalreflektion, bei der ein Teil der einfallenden Welle an das dritte Medium ankoppelt, wird in vielen Anwendungen von der Biophysik bis hin zur Spektroskopie genützt.
Die bei der frustrierten Totalreflektion auftretenden Phänomene wurden erst in den letzten Jahren näherungsweise geklärt. Diese werden am Beispiel des historischen Experimentes von Bose, der 1897 die Transmission elektromagnetischer Wellen durch zwei durch einen Luftspalt getrennte Prismen untersuchte, erläutert. Die Resultate werden mit typischen Darstellungen der frustrierten Totalreflektion in Lehrbüchern verglichen und deren Defizite aufgezeigt.