Reflexion 3-fachspiegel

Wissenschaft Physik
#1

Hallo liebe Fachleute,

ich studiere im 2. Semester Physik, wir beginnen gerade mit dem Thema Optik und sitze an einem Beispiel, bei dem mir meine Lösung viel zu einfach vorkommt um die hohe Punktezahl dieses Beispiels zu rechtfertigen. Darum möchte ich fragen ob meine grundsätzliche Überlegung überhaupt richtig ist oder ob ihr Tipps/Hinweise habt, die mir weiterhelfen können.
Das Beispiel: Ein Zentralspiegel, bestehend aus 3 unendlichen, aufeinander senkrecht stehenden Spiegeln, die die xy- bzw xz- bzw yz-Ebene bilden, wird von einem Lichtstrahl (gegeben durch einen Richtungsvektor (-1,-2,-2)) getroffen (erster „Einschlag“ im Punkt (1, 1, 0)). Es geht darum zu zeigen wie oft der Strahl reflektiert wird (aus der Angabe geht nicht hervor, ob ein Teil transmittiert wird, also nehme ich an es wird alles reflektiert) und, dass er nach der letzten Reflexion parallel zum ersten einfallenden Strahl ist, sprich ein skalares Vielfaches.

Ich hab mir die ganze Szenerie aufgezeichnet und bin zu dem Schluss gekommen, dass sich beim Auftreffen beispielsweise in der xy-Ebene nur die z-Komponente des Strahls um den Faktor -1 ändert, in der xz-Ebene nur die y-Komponente und so weiter (wegen Eintritts- = Austrittswinkel). Mit den 3 Reflexionen die ich gezählt habe, erhalte ich den letztendlichen Richtungsvektor (1, 2, 2) und der ist parallel zum ersten.
Ist das richtig oder vielleicht sogar komplett falsch? Es kommt mir irgendwie zu einfach vor. Jedenfalls danke schonmal, allein fürs Lesen, und ich freue mich auf Antworten!

LG

#2

Hallo,
sehe ich das richtig, das es sich bei dem Konstrukt ganz
einfach um einen Tripel-Reflektor handelt?
http://de.wikipedia.org/wiki/Retroreflektor#Ausf.C3…
In der Optik freilich meist als Tripelprisma verwendet.
http://www.jaeckel-vermessung.de/media/catalog/produ…
Gruß Uwi

ich studiere im 2. Semester Physik, wir beginnen gerade mit
dem Thema Optik und sitze an einem Beispiel, bei dem mir meine
Lösung viel zu einfach vorkommt um die hohe Punktezahl dieses
Beispiels zu rechtfertigen. Darum möchte ich fragen ob meine
grundsätzliche Überlegung überhaupt richtig ist oder ob ihr
Tipps/Hinweise habt, die mir weiterhelfen können.
Das Beispiel: Ein Zentralspiegel, bestehend aus 3 unendlichen,
aufeinander senkrecht stehenden Spiegeln, die die xy- bzw xz-
bzw yz-Ebene bilden, wird von einem Lichtstrahl (gegeben durch
einen Richtungsvektor (-1,-2,-2)) getroffen (erster
„Einschlag“ im Punkt (1, 1, 0)). Es geht darum zu zeigen wie
oft der Strahl reflektiert wird (aus der Angabe geht nicht
hervor, ob ein Teil transmittiert wird, also nehme ich an es
wird alles reflektiert) und, dass er nach der letzten
Reflexion parallel zum ersten einfallenden Strahl ist, sprich
ein skalares Vielfaches.

Ich hab mir die ganze Szenerie aufgezeichnet und bin zu dem
Schluss gekommen, dass sich beim Auftreffen beispielsweise in
der xy-Ebene nur die z-Komponente des Strahls um den Faktor -1
ändert, in der xz-Ebene nur die y-Komponente und so weiter
(wegen Eintritts- = Austrittswinkel). Mit den 3 Reflexionen
die ich gezählt habe, erhalte ich den letztendlichen
Richtungsvektor (1, 2, 2) und der ist parallel zum ersten.
Ist das richtig oder vielleicht sogar komplett falsch? Es
kommt mir irgendwie zu einfach vor. Jedenfalls danke schonmal,
allein fürs Lesen, und ich freue mich auf Antworten!

LG

#3

Ja, so in etwa habe ich mir das vorgestellt, danke. Liege ich richtig wenn ich deine Antwort als Zustimmung deute?

#4

Hallo,

ich finde Deine Argumentation absolut überzeugend. Eine Kurz-und-knackig-Lösung, die hoffentlich das gute Echo bekommt, das sie verdient hat. Wenn zur Lösung dieser Aufgabe irgendjemand ne Rechnung über zwei DINA4-Seiten erwartet, wüsste ich mal gerne, welche das sein soll, und warum. Bei etwigen weiteren Teilfragen wie z. B. die, an welchem Punkt der Strahl austritt, oder welchen Abstand der Einfall- und Ausfallstrahl haben oder dergleichen, wäre natürlich der Einsatz von linearer Algebra geboten.

Gruß
Martin

#5

Hallo,

Ja, so in etwa habe ich mir das vorgestellt, danke. Liege ich
richtig wenn ich deine Antwort als Zustimmung deute?

Ja, ich denke schon.
Die Berechnung der Vektoren habe ich nicht kontrolliert,
aber sofern der Stahl nicht gerade parallel zu einer
der 3 Flächen auftrifft, gibt es natürlich 3 Reflexionen
und dass der Strahl immer parallel wieder austritt,
ist ja gerade das schöne an solchen Tripel :smile:
Gruß Uwi

#6

Danke für die schnellen Antworten! (und so ein bisschen Anerkennung aus der Community tut auch gut :smile:

LG