Aufgaben zur Optik¶
Ausbreitung des Lichts¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Ausbreitung des Lichts.
(*) Weshalb trifft nur ein kleiner Anteil des Sonnenlichts auf die Erde? Wieso erscheint uns das Weltall als dunkel?
(*) Weshalb kann Licht nicht – ähnlich wie Wasser – in einem Behälter eingefangen und aufbewahrt werden?
Reflexion von Licht¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt 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?
Fensterglas Kalkstein Mehl Eis Mattglas Granit Kochsalz Schnee Kunststoff Diamant Zucker Wasser Holz Metall Sirup Nebel
(*) Weshalb können wir nachts Sterne sehen, die unvorstellbar weit entfernt sind, aber auf der Erde eine Lichtquelle kaum
weit sehen?
Lichtbrechung¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Lichtbrechung.
(*) Ein optisches Medium hat eine Brechzahl von
. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit
in diesem optischen Medium?
(*) Licht breitet sich sich in einem optischen Medium mit
aus. Wie groß ist die Brechzahl
des optischen Mediums?
(**) Ein Lichtstrahl, der sich zunächst in Luft
ausbreitet, fällt in einem Winkel
auf die Oberfläche eines transparenten Materials mit einer Brechzahl
Lichtstrahl. Wie groß ist der Winkel
des gebrochenen Lichtstrahls?
(**) Ein Lichtstrahl geht von Quarzglas
in Flintglas
über. Wie groß ist hierbei die relative Brechzahl
? Wie groß ist der Winkel
des gebrochenen Lichtstrahls, wenn der Winkel des einfallenden Lichtstrahls
beträgt?
(**) Ein Lichtstrahl, der sich zunächst in Luft
ausbreitet, fällt in einem Winkel
auf die Oberfläche eines transparenten Materials. Der Winkel des gebrochenen Lichtstrahls beträgt
. Im gleichen Winkel
trifft der Lichtstrahl auf ein zweites transparentes Material, wobei der Winkel des zum zweiten mal gebrochenen Lichtstrahls
beträgt. Wie groß sind die beiden Brechzahlen
und
beider Materialien?
(**) Wie groß ist der Grenzwinkel
, wenn ein Lichtstrahl von Diamant
in Luft
übergeht? Was passiert, wenn für den Einfallswinkel
gilt?
(*) In welchen zwei möglichen Fällen wird Licht, das von einem durchsichtigen Medium in ein anderes übergeht, nicht gebrochen?
Linsensysteme¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Linsensysteme.
(*) Eine Sammellinse hat eine Brennweite von
. Wie groß ist ihre Brechkraft
?
(*) Eine Zerstreuungslinse hat eine Brechkraft von
. Wie groß ist ihre Brennweite
?
(*) Welche Brennweite
hat eine Kombination zweier Sammellinsen, deren Brennweiten
und
betragen?
(**) Die Brechkraft einer dünnen Linse beträgt
. Ein Gegenstand befindet sich im Abstand
vor der Linse. In welcher Entfernung
von der Linse befindet sich das Bild des Gegenstands? Wie groß ist der Abbildungsmaßstab
?
(**) Eine Zerstreuungslinse hat eine Brechkraft von
. Wie groß ist die Brennweite des der Linse, und an welcher Stelle
befindet sich das eines Gegenstands, der sich in
Entfernung von der Linse befindet?
Optische Geräte¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Optische Geräte.
(*) Ein Kepler-Fernrohr hat ein Objektiv mit einer Brennweite von
und ein Okular mit einer Brennweite von
. Welche Vergrößerung hat das Fernrohr insgesamt?