Skip to content

Latest commit

 

History

History
290 lines (183 loc) · 6.64 KB

aufgaben.rst

File metadata and controls

290 lines (183 loc) · 6.64 KB

Aufgaben zur Optik

Ausbreitung des Lichts

Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Ausbreitung des Lichts <Ausbreitung des Lichts>`.


  • (*) Weshalb trifft nur ein kleiner Anteil des Sonnenlichts auf die Erde? Wieso erscheint uns das Weltall als dunkel?

    :ref:`Lösung <oau01l>`


  • (*) Weshalb kann Licht nicht -- ähnlich wie Wasser -- in einem Behälter eingefangen und aufbewahrt werden?

    :ref:`Lösung <oau02l>`


Reflexion von Licht

Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Reflexion von Licht <Reflexion von Licht>`.


  • (*) Welche der Stoffe aus der folgenden Tabelle eignen sich dazu, Licht direkt (wie ein Spiegel) zu reflektieren? Welche Eigenschaft müssen ihre Oberflächen dafür besitzen?

    .. only:: html
    
        .. list-table::
            :widths: 50 50 50 50
            :header-rows: 0
            :name: tab-reflexion
    
            * - Fensterglas
              - Kalkstein
              - Mehl
              - Eis
            * - Mattglas
              - Granit
              - Kochsalz
              - Schnee
            * - Kunststoff
              - Diamant
              - Zucker
              - Wasser
            * - Holz
              - Metall
              - Sirup
              - Nebel
    
    

    :ref:`Lösung <ore01l>`


  • (*) Weshalb können wir nachts Sterne sehen, die unvorstellbar weit entfernt sind, aber auf der Erde eine Lichtquelle kaum \unit[50]{km} weit sehen?

    :ref:`Lösung <ore02l>`


Lichtbrechung

Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Lichtbrechung <Lichtbrechung>`.


  • (*) Ein optisches Medium hat eine Brechzahl von n=1,48. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit c in diesem optischen Medium?

    :ref:`Lösung <obr01l>`


  • (*) Licht breitet sich sich in einem optischen Medium mit c=\unit[2,29 \cdot 10^8]{m/s} aus. Wie groß ist die Brechzahl n des optischen Mediums?

    :ref:`Lösung <obr02l>`


  • (**) Ein Lichtstrahl, der sich zunächst in Luft (n_1=1) ausbreitet, fällt in einem Winkel \alpha = 30,0\degree auf die Oberfläche eines transparenten Materials mit einer Brechzahl n_2=1,45 Lichtstrahl. Wie groß ist der Winkel \beta des gebrochenen Lichtstrahls?

    :ref:`Lösung <obr03l>`


  • (**) Ein Lichtstrahl geht von Quarzglas (n_1 = 1,46) in Flintglas (n_2 = 1,70) über. Wie groß ist hierbei die relative Brechzahl \frac{n_2}{n_1}? Wie groß ist der Winkel \beta des gebrochenen Lichtstrahls, wenn der Winkel des einfallenden Lichtstrahls \alpha = 20\degree beträgt?

    :ref:`Lösung <obr04l>`


  • (**) Ein Lichtstrahl, der sich zunächst in Luft (n_1=1) ausbreitet, fällt in einem Winkel \alpha_1= 50,0\degree auf die Oberfläche eines transparenten Materials. Der Winkel des gebrochenen Lichtstrahls beträgt \beta_1= 30,9\degree. Im gleichen Winkel \alpha_2 = \beta_1 trifft der Lichtstrahl auf ein zweites transparentes Material, wobei der Winkel des zum zweiten mal gebrochenen Lichtstrahls \beta_2 = 33,6\degree beträgt. Wie groß sind die beiden Brechzahlen n_2 und n_3 beider Materialien?

    :ref:`Lösung <obr05l>`


  • (**) Wie groß ist der Grenzwinkel \alpha_{\mathrm{max}}, wenn ein Lichtstrahl von Diamant (n_1 = 2,4) in Luft (n_2 = 1) übergeht? Was passiert, wenn für den Einfallswinkel \alpha > \alpha_{\mathrm{max}} gilt?

    :ref:`Lösung <obr06l>`


  • (*) In welchen zwei möglichen Fällen wird Licht, das von einem durchsichtigen Medium in ein anderes übergeht, nicht gebrochen?

    :ref:`Lösung <obr07l>`


Linsensysteme

Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Linsensysteme <Linsensysteme>`.


  • (*) Eine Sammellinse hat eine Brennweite von f=\unit[150]{mm}. Wie groß ist ihre Brechkraft D?

    :ref:`Lösung <oli01l>`


  • (*) Eine Zerstreuungslinse hat eine Brechkraft von D=\unit[-4,0]{dpt}. Wie groß ist ihre Brennweite f?

    :ref:`Lösung <oli02l>`


  • (*) Welche Brennweite f_{\mathrm{ges}} hat eine Kombination zweier Sammellinsen, deren Brennweiten f_1 = \unit[50]{mm} und f_2 = \unit[75]{mm} betragen?

    :ref:`Lösung <oli03l>`


  • (**) Die Brechkraft einer dünnen Linse beträgt D = \unit[5,0]{dpt}. Ein Gegenstand befindet sich im Abstand g = \unit[60]{cm} vor der Linse. In welcher Entfernung b von der Linse befindet sich das Bild des Gegenstands? Wie groß ist der Abbildungsmaßstab \tilde{\beta}?

    :ref:`Lösung <oli04l>`


  • (**) Eine Zerstreuungslinse hat eine Brechkraft von \unit[-8,0]{dpt}. Wie groß ist die Brennweite des der Linse, und an welcher Stelle b befindet sich das eines Gegenstands, der sich in g=\unit[9,0]{cm} Entfernung von der Linse befindet?

    :ref:`Lösung <oli05l>`


Optische Geräte

Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Optische Geräte <Optische Geräte>`.


  • (*) Ein Kepler-Fernrohr hat ein Objektiv mit einer Brennweite von f_{\mathrm{Obj}} = \unit[32]{cm} und ein Okular mit einer Brennweite von f_{\mathrm{Ok}} = \unit[4]{cm}. Welche Vergrößerung hat das Fernrohr insgesamt?

    :ref:`Lösung <oge01l>`


.. only:: html

    :ref:`Zurück zum Skript <Optik>`