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Negativer Brechungsindex

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Ein negativer Brechungsindex (auch negative Brechzahl genannt) beschreibt ein optisches Phänomen, welches sich in etwa invers zu den Vorgängen in Medien mit positiver, also normaler Brechzahl verhält. Da letztere in der Normalwelt den Standardfall darstellen, ist es didaktisch angeraten, an den auch dem physikalisch weniger bewanderten Leser bekannten Phänomenen der normalen Lichtbrechung die Gesamtproblematik zu erläutern.

Datei:Positivebrechung.jpg

Die nebenstehende Abbildung erläutert das Prinzip der normalen Lichtbrechung. Ein weisser Lichtstrahl beispielsweise dringt von links in das Medium mit normaler, also positiver Brechzahl ein und wird, folgerichtig, zerbrochen, und zwar in alle seine einzelnen Bestandteile. Diese sind bei weissem Licht natürlich bekanntermassen die gesamten Regenbogenfarben, also hier fünf Lichtstrahlen von rot bis dunkelblau. Schickt man daher einen 100 Meter langen weissen Lichtstrahl von 10 PS hinein, so kommen 5 Lichtstrahlen von je 20 Meter Länge und je 2 PS heraus, die, je nach Grösse der Brechzahl, in mehr oder weniger verschiedene Richtungen fliegen.

Die ursprünglich eng gebündelte Energie des Lichtes wird also beim Durchlaufen eines Mediums positiver Brechzahl auf mehrere kleinere Komponenten aufgeteilt, die dann wiederum durch andere Medien durchfliegen, wo sie wiederum aufgeteilt werden usw., bis am Ende eine riesige Anzahl winzig kurzer Lichtstrählchen in alle möglichen Richtungen fliegen. Dies ist eine Konsequenz aus dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der ja bekanntlich den Wärmetod des Weltalls voraussagt. Genau aus dem Grund wird eine angezündete Kerze auch immer kürzer und schwächer, bis am Ende totale Dunkelheit herrscht.

In einem Medium mit negativer Brechzahl herrschen nun exakt die umgekehrten Verhältnisse. Treten dort aus verschiedenen Richtungen verschiedenfarbige Lichtstrahlen gleichzeitig ein, so werden diese im Medium zusammengesetzt zu einem neuen Lichtstrahl, dessen Farbe sich über die allseits bekannte Farbmischskala ergibt und dessen Energie (in PS) sich aus der Energie seiner Bestandteile ergibt.

Da das gesamte Weltall von kurzen, kürzesten und allerallerkürzesten Lichtstrahlen bizarrester Farben nur so wimmelt, genügt es, an geeigneter Stelle ein Prisma aus Material mit negativem Brechungsindex aufzustellen, um aus diesem einen gebündelten Strahl weissesten Weisses und nahezu gigantischer PS-Zahl zu erhalten. Beinhaltet dieses Vorrichtung dann noch einen Lichtstrahl-Photonen-Konverter, so verlassen weisse Photonen das Aggregat. Ihr gebündelter Rückstoss ermöglicht den Einsatz solchen Equipments für Interstellarantriebe (vgl. hierzu die Raumbohrertechnik, wie sie 2008 von aquanopolitanischen Physikern der Weltöffentlichkeit präsentiert wurde.

Einzig derzeit bekannter Werkstoff mit negativem Brechungsindex ist Malvenquarz.

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