Die Reflexion
Bei der Spiegelung an glatten Oberflächen gilt das Reflexionsgesetz: Ein- und Ausfallswinkel sind gleich groß.
Stellt man zwei Spiegel in rechtem Winkel zusammen, wird der Lichtstrahl doppelt reflektiert. Ein solches Duo zeigt uns nicht spiegelverkehrt - sondern so, wie uns andere Menschen sehen.
Legt man noch einen dritten Spiegel rechtwinkelig darunter, wird jeder Lichtstrahl exakt zum Ausgangspunkt zurück befördert. Die Apollo-Astronauten ließen derartige Retroreflektoren auf dem Mond zurück.
Ein von der Erde hochgeschossener Laserstrahl landet letztlich wieder an seiner Quelle. Halbiert man die Laufzeit des Signals, lässt sich die Monddistanz mit enormer Genauigkeit ermitteln. Das NASA-Foto zeigt den Reflektor von Apollo 11.
Auf Erden nützt man dieses Prinzip unter anderem bei Verkehrsschildern. Sie sollen das Licht der Scheinwerfer vom Schild zum Fahrer reflektieren. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Fahrzeugrückstrahler.
Sind Spiegel nicht plan sondern sphärisch konvex (also nach außen gewölbt), verkleinern sie. Man braucht sich bloß die Spiegelbilder an der Haut von Seifenblasen anschauen, oder jene an Luftblasen unter Wasser.
Schleift man Spiegeln nicht plan sondern sphärisch konkav (also nach innen gewölbt), bündeln sie das Licht und vergrößern - entsprechende Spiegel helfen beim Schminken oder Rasieren. In Topqualität angefertigt, finden solche Hohlspiegel in Spiegelteleskopen Verwendung.
Denn anders als die Lichtbrechung ist die Reflexion nicht von der Wellenlänge des Lichts abhängig. Während Linsenteleskope farbige Säume um die Objekte zeichnen, besitzen Spiegelteleskope dieses Manko nicht. Das erkannte bereits Isaac Newton, der aus diesem Grund das erste derartige Instrument konstruierte.
Sehr große Linsen biegen sich außerdem durch, während man Spiegel von hinten abstützen kann. Daher sind Spiegelteleskope heute die erste Wahl im Profibereich.
Amateure schätzen das günstige Verhältnis zwischen Öffnung und Preis von Newton-Teleskopen (das Foto zeigt ein einfaches Newton-Teleskop der Firma Tasco Anfang der Achtzigerjahre).
Reflexion kann auch auftreten, wenn ein Lichtstrahl unter flachem Winkel von einem Medium in ein anderes mit geringerem Brechungsindex übertreten will. Man spricht dann von Totalreflexion. Das folgende Bild zeigt die Welt aus dem Blickwinkel eines Schnorchlers. Das Riffdach spiegelt sich an der Trennfläche vom Wasser zur Luft.
Auch an Land kann dieses Phänomen auftreten und eventuell für Verwirrung sorgen. An heißen, windstillen Tagen flimmert die Luft über dem Asphalt. In der Ferne mag es dann zu einer Totalreflexion kommen: Der reflektierte Himmel gaukelt uns eine Wasserfläche vor. Solche Luftspiegelungen haben schon so manchen Durstenden an eine Oase am Wüstenhorizont glauben lassen - wie mein altes Foto von einer Algerienreise im Jahr 1988 belegt:
Seefahrer sahen aufgrund der Totalreflexion über dem kalten Ozean gelegentlich ferne Schiffe kopfstehen. Solche Phantomschiffe könnten zur Legende um den "fliegenden Holländer" beigetragen haben.