Reflexion

Der Begriff Reflexion bezeichnet den Vorgang, bei dem Licht, das auf eine Oberfläche trifft, zurückgeworfen wird. Je nachdem, wie die reflektierende Oberfläche beschaffen ist, verändern sich Art und Ausmaß der Reflexion. So wird beispielsweise zwischen direkter, gestreuter und diffuser Reflexion unterschieden. Optische Spiegel können als Bauteile über exakt festgelegte Reflexions- und Transmissionseigenschaften verfügen.

Was ist Reflexion?

Licht breitet sich so lange in Wellen aus, bis es auf einen Gegenstand trifft. Werden die Lichtwellen von der Oberfläche des Gegenstands ganz oder teilweise zurückgeworfen, bezeichnet man dies als Reflexion. Reflektierende Objekte oder Oberflächen können beispielsweise Spiegel, Wasser oder auch Glas sein. Eine vollständige Reflexion wird üblicherweise durch Spiegel erreicht.

Was ist das Reflexionsgesetz?

Die Reflexion erfolgt nicht zufällig, sondern geordnet: Das sogenannte Reflexionsgesetz beschreibt, wie Licht reflektiert wird, wenn es auf einen ebenen, glatten Spiegel fällt. Dabei gilt, dass Einfalls- und Ausfallswinkel des Lichtstrahls identisch sind. Trifft also ein Lichtstrahl in einem Winkel von 45 ° auf den Spiegel, so wird dieser auch in einem 45 °-Winkel reflektiert. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer direkten Reflexion.

Wie verläuft die Reflexion bei rauen Spiegeln?

Während bei glatten, ebenen Spiegeln eine direkte Reflexion erzeugt wird, sieht das bei einem Spiegel mit einer angerauten Oberfläche ganz anders aus. Zwar gilt für jeden einzelnen Punkt, an dem das Licht auf den Spiegel trifft, ebenfalls das Reflexionsgesetz, jedoch unterscheiden sich die Auftreffpunkte stark voneinander. Daraus ergibt sich: Das Licht wird in viele verschiedene Richtungen gleichmäßig reflektiert. Dies wird auch als gestreute Reflexion bezeichnet. Noch etwas anders sieht die Reflexion bei stark unebenen und rauen Oberflächen aus. Hier kommt es zu einer sogenannten diffusen Reflexion, bei der das Licht in sämtliche Richtungen zurückgeworfen wird.

Neben geraden Spiegelflächen können auch gewölbte Spiegel Licht reflektieren. Hier gilt ebenfalls das Reflexionsgesetz, wobei jeder einzelne Punkt auf dem gewölbten Spiegel einen anderen Ausfallwinkel des Lichts erzeugt. Dadurch kommt es an Wölb- und Hohlspiegeln, die man etwa aus Spiegellabyrinthen vom Jahrmarkt kennt, zu den charakteristischen Effekten: Während in einem Wölbspiegel das eigene Spiegelbild verkleinert wirkt, scheint es in einem Hohlspiegel größer zu sein. Auch bei einem Löffel mit reflektierender Oberfläche lässt sich dieser Effekt feststellen.

Kontrollierte Reflexion mithilfe optischer Spiegel und Beschichtungen

Mithilfe optischer Spiegel und zusätzlichen Beschichtungen entstehen Bauelemente, die über individuell definierte Reflexions- und Transmissionseigenschaften verfügen. Die auf den optischen Spiegeln aufgetragenen Substrate beeinflussen die Art und das Ausmaß der Reflexion und entscheiden zudem darüber, wie viel Licht ungehindert durch das Bauelement hindurchtreten kann (Transmission). Diese beschichteten Spiegel kommen beispielsweise in Spiegelreflexkameras vor, werden aber auch bei Lasern sowie in der Halbleitertechnologie eingesetzt.