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?