Lichtweg im Regentropfen
Author: Günter vom Stein

Sonnenstand

Gesamtablenkung

Winkel zeigen

weitere Strahlen

usw.

Grenzwinkel für Wasser: ca. 48.5°

Lichtwege im Regentropfen:
Bewege den Punkt P langsam auf und ab.
Dabei ist eine Vorzugsrichtung des aus dem
Tropfen austretenden Lichtstrahls zu beobachten.

Die Vorzugsrichtung liegt für rotes Licht bei ca. 42.3°.

Lichtstrahl von der Sonne

O = (0, 0)
P = (-1.2570933773941992, 1.4330549286608365)
m = -0.404 (slider from -1 to -0.2, step 0.0010)
c = Circle(O, 1)
g(x) = m * (x - x(P)) + y(P)
A = Intersect(g, c, 1)
a = Ray(A, P)
b = Ray(O, A)
α = Angle(b, a)
n = 1.33
O' = Rotate(O, (asin(sin(α) / n) * 180 / π)°, A)
d = Ray(A, O')
C = Intersect(c, d, 2)
e = Ray(O, C)
β = Angle(O', C, O)
O'' = Mirror(O', e)
f = Ray(C, O'')
D = Intersect(c, f, 2)
h = Ray(O, D)
γ = Angle(O'', D, O)
O'_1 = Rotate(O, (-(asin(sin(γ) * n) * 180 / π))°, D)
i = Ray(O'_1, D)
E = Point(i)
j = Ray(D, E)
k = Segment(A, C)
l = Segment(D, C)
p = Line(E, D)
o = false
q = Line(P, A)
δ = Angle(q, p)
r_1 = Segment(A, C)
r = false
ε = Angle(O, A, C)
ζ = Angle(O, C, D)
B = Point(b)
G = Point(e)
H = Point(e)
t = Segment(G, H)
I = Point(h)
J = Point(h)
a_1 = Segment(I, J)
K = Point(b)
b_1 = Segment(B, K)
η = Angle(j, a_1)
s = false
H' = Rotate(H, -α, C)
c_1 = Ray(C, H')
θ = Angle(c_1, t)
A' = Mirror(A, b_1)
A'_1 = Mirror(A, b_1)
P' = Mirror(P, b_1)
a' = Ray(A'_1, P')
D' = Mirror(D, a_1)
C' = Mirror(C, a_1)
l' = Segment(D', C')