Gerichtete Rückstrahlung (Reflexion)

Vorbedingung der gerichteten Reflexion ist eine möglichst glatte (=ebene) Grenzfläche, da dadurch diffuse Rückstrahlung verhindert wird. An der Grenzfläche kommt es zur Aufteilung des Lichtstrahls in einen Lichtstrahl, der in das neue Medium eindringt (also gebeugt wird) und einen Lichtstrahl, der in das alte Medium zurück gestrahlt wird (also reflektiert wird).

Die gerichtete Reflexion von Wellenselbst lässt sich sehr anschaulich durch das Huygensche Prinzip der Elementarwellen erklären. Sobald eine Welle auf eine reflektierende Fläche trifft, entstehen weitere Elementarwellen, die ihrerseits eine neue Wellenfront bilden.

Der Anteil des an einer idealen Grenzfläche (keine diffuse Reflexion!) zurück gestrahlten Lichts lässt sich mit den, nach dem französischen Ingenieur, Physiker und Leuchtfeuerexperten Augustin Jean Fresnel (10.05.1788-14.07.1827) benannten, Fresnelschen Formeln berechnen. Er steht in Abhängigkeit zum Einfallswinkel des Lichtstrahls und kann maximal 100 % betragen (Totalreflexion). Da der Lichtstrahl stets im höher lichtbrechenden Medium zum Lot auf die Grenzfläche hin gebrochen wird, kann es zur Totalreflexion nur beim Übertritt in ein Medium mit geringerer optischer Dichte kommen (siehe Animation). Ein Spezialfall der Reflexion ist die Streuung von Licht, die an unebenen Grenzflächen auftritt. (Mehr dazu auf einer der folgenden Seiten.)

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