Aufgabe:
Eine Person am Beckenrand möchte das Gesicht des Tauchers beobachten und dabei vermeiden, dass an der Wasseroberfläche reflektiertes Licht die Beobachtung überlagert. Hierzu verwendet er eine Polarisationsbrille. Geben Sie mit Begründung an, welche Polarisationsrichtung diese Brille durchlassen darf(horizontal oder vertikal). Zeichnen Sie den Strahlengang vom Taucher zum Beobachter und dem Gesicht des Tauchers dann die Beobachtung durch das reflektierte Licht am wenigsten gestört wird. Die Augenhöhe des Beobachters sei 2,20 m oberhalt der Wasseroberfläche.
Brechungsindex Wasser: 1.33 ; Luft: 1; Glas 1.507
Ich sollte noch erwähnen, dass der Taucher 2,50 m unter wasser liegt, und einen Totalreflexionswinkel von 48° zur Wasseroberfläche hat.
Problem/Ansatz:
Zuerst, weiß ich nicht welche Polarisationsrichtung die Brille durchlassen darf. Vertikal oder horizontal? Angenommen die Sonne strahlt im Brewsterwinkel auf die wasseroberfläche, dann wird das Licht zur Wasseroberfläche parallel-polarisiert reflektiert, oder nicht? Dann wäre es doch besser dieses Licht, also das Horizonrale durch die Brille durchzulassen, oder?
Um den Abstand zu berechnen habe ich folgendes versucht:
$$\theta = tan^{-1}(\frac{n_w}{1}) = 53°$$ Das ist der Brewster-Winkel zum Lot. Das bedeutet ja, dass der Winkel zur Wasseroberfläche $$90° - 53° = 37°$$ sein muss.
Daraus habe ich dann den Abstand berechnet mit:
$$tan(90° - \theta) = \frac{2,20 m}{x} \Rightarrow x = \frac{2,20 m}{tan(37°)} = 2,91 m$$
Ich bin nicht so vertraut mit dem Thema, deswegen weiß ich nicht ob meine Vorgehensweise richtig ist. Bin irgendwie skeptisch.
Für Hilfe wäre ich sehr dankbar!
