12 Geometrische Optik

Abbildungsgleichung, Sammel- und Zerstreuungslinse, Totalreflexion, Auge, Mikroskop, Fernrohr

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Über diese Lernkartei

Diese Lernkarten behandeln grundlegende Konzepte der geometrischen Optik für die Mittelschule. Sie konzentrieren sich auf Linsenarten wie Sammellinsen und Zerstreuungslinsen, ihre Brennweiten und Bildentstehung, sowie auf die Funktionsweise von Mikroskopen und Okularen. Die Karteikarten erklären auch Fehlsichtigkeiten und deren Korrektur sowie die Eigenschaften von Spiegeln und Lichtstrahlen. Ideal für Schüler, die optische Phänomene und Geräte verstehen möchten.

Karten

Lernende

138

Sprache

Deutsch

Kategorie

Physik

Stufe

Mittelschule

Erstellt / Aktualisiert

12.11.2013 / 17.02.2026

Ähnliche Karteien

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Die Formel für die Tubuslänge lautet \(L=f_{Objektiv} + f_{Okular}\)

Es gilt: \(V_F={f_{Objektiv} \over f_{Okular}}\)

Welche dieser Behauptungen stimmen?

Die Brennweite des Objektivs ist so groß wie möglich zu wählen, damit das Zwischenbild so groß wie möglich wird.

Die Brennweite des Objektivs ist so groß wie möglich zu wählen, damit das Zwischenbild so wenig wie möglich verkleinert wird.

Die Brennweite des Okulars ist so klein wie möglich zu wählen, damit das Bild so groß wie möglich wird.

Die Brennweite des Okulars ist so klein wie möglich zu wählen, damit das Bild so klein wie möglich wird.

Die Tubuslänge astronomischer Fernrohre ist so groß wie möglich.

Welche Eigenschaften hat das Bild wenn g=2f gilt?

Um welche Linse handelt es sich?

verkehrt
gleich groß
reell abbildbar

Bei diesem Bild handelt es sich um eine Sammellinse (Konvexlinse, positive Linse).

Um welchen Abbildungsfehler handelt es sich?

Es können keine Strahlen durch die Linse

Sammellinsen sammeln achsenferne Strahlen zu stark

Achsenferne Strahlen werden zu wenig gesammelt

Es gibt keinen Abbildungsfehler

Zerstreuungslinsen sammeln achsenferne Strahlen zu stark

Wo liegt der "Blinde Fleck"?

an der Austrittsstelle des Sehnerves

im Brennpunkt der Linse

vor der Linse

im Glaskörper

auf der oberen Hälfte der Netzhaut

Wofür sind die Zäpfchen auf der Netzhaut?

für das Dämmerungssehen

für das Sehen bei Tageslicht

für das Farbsehen

für das schwarz-weiß Sehen

zur Reinigung der Linse

Wofür sind die Stäbchen auf der Netzhaut?

für das schwarz-weiß Sehen

für das Farbsehen

für das Dämmerungssehen

für das Sehen bei Tageslicht

Wie funktioniert ein Fahrradreflektor (Rückstrahler)?

Ein Rückstrahler funktioniert mit einer Anordnung vieler kleiner dreiflächiger Winkelreflektoren bzw. totalreflektierender Prismen. Die Spitzen dieser Ecken zeigen von der Lichtquelle weg.

Die von der Lichtquelle aus betrachteten schrägstehenden Grenzflächen werfen die einfallenden Strahlen zurück. Aufgrund der Anordnung der jeweils drei Flächen in 90°-Winkeln wird das Licht, in die Richtung aus der es kam, zurückgespiegelt.

Welche Bildeigenschaften enstehen bei einer Sammellinse, wenn die Gegenstandsweite kleiner als die doppelte Brennweite aber größer der normalen Brennweite ist? ( 2f > g > f )

•verkehrt

•vergrößert

•reel

Wie wird ein Gegenstand hinter einer Lupe wahrgenommen?

vergrößert
aufrecht
virtuell

Wie wird ein Gegenstand durch eine Mikroskop abgebildet?

Das Mikroskop besteht aus 2 Linsen.
Das Objektiv erzeugt ein Zwischenbild, welches umgekehrt, vergrößert und reell ist.
Das Okular bewirkt eine zusätzliche Vergrößung.

Insgesamt sieht man ein vergrößertes, umgekehrtes, virtuelles Bild.

Was für ein Augenfehler liegt vor, wenn man beim Optiker eine Brille mit einer negativen Stärkenangabe erhält? Wie kann dieser Fehler aufgehoben werden?

Der vorliegende Augenfehler ist Kurzsichtigkeit. Ohne Brille liegt der Brennpunkt vor der Netzhaut.

Eine Konkavlinse (Negativlinse) hebt diesen Fehler auf.

(DOE: Die beiden äußeren austretenden Strahlen löschen und gleiches Bild in der Antwort mit 'zu stark gestreuten' Strahlen zeichen)

Welcher Abbildungsfehler tritt bei dieser Linsenart auf`?

Bei dieser Abbildung handelt es sich um eine Zerstreuungslinse (Konkavlinse, negativ Linse).

Problem: Zerstreuungslinsen streuen achsenferne Strahlen zu stark => Abbildungsfehler

Warum verwendet man eine Kombination aus Samemel- und Zerstreuungslinsen?

Sammellinsen sammeln achsenferne Strahlen zu stark.

Zerstreuungslinsen zerstreuen achsenferne Strahlen zu stark.

Die Kombination aus den beiden Linsen hebt diesen Abbildungsfehler auf.

Wie lautet der Ansatz für die Herleitung der Abbildungsgleichung?

Ähnliche Dreiecke mit den Bildern 2.) und 3.):

Bild 2.)

\(^B/_G = ^b/_g\)

Bild 3.)

\(^B/_G = ^{b-f}/_f\)

gleichsetzen:

\(^B/_G = ^B/_G\)

\(^b/_g = ^{b-f}/_f\)

\(b·f = b·g - f·g\)

\(^1/_f = ^1/_g + ^1/_b\) ...Abbildungsgleichung

Du bemerkst, dass du Dinge in der Ferne nicht mehr scharf sehen kannst.

Was für ein Sehfehler liegt vor und wie wird dieser korrigiert?

Kurzsichtigkeit (negative Dioptrinzahl) - mit einer Zerstreuungslinse

Weitsichtigkeit (positive Dioptrinzahl) - mit einer Sammellinse

Kurzsichtigkeit (negative Dioptrinzahl) - mit einer Sammellinse

Weitsichtigkeit (positive Dioptrinzahl) - mit einer Zerstreuungslinse

Mit welchem Winkel \(\beta\) tritt der Lichtstrahl wieder aus wenn \(\alpha = 25°\) und \(n_{Glas} = 1,5\) ist?

Bem.: an der Stelle x entsteht eine Totalreflexion.

\(\beta = 25°\) weil es sich um ein gleichseitiges Dreieck handelt und dann ist \(\beta = \alpha\).

Wie groß ist die Brennweite f bei 5 Dioptrien?

Die Brennweite f beträgt 20 cm.

weil:

\(D = {1\over f}\) \(\rightarrow\) \(f = {1 \over D}\) \(\rightarrow\)\(f = {1 \over5} = 0,2 m\)

Welche 2 Arten der Fehlsichtigkeit werden in dem Bild dargestellt?

Was ist der wesentliche Unterschied in der Dioptriezahl?

links: Kurzsichtigkeit = Gegenstände in der Entfernung unscharf (negativer Dioptrie-Wert)

rechts: Weitsichtigkeit = Gegenstände in der Nähe unscharf (positiver Dioptrie-Wert)

Welches System wird nach der Erfindung von dem italienischen Ingenieur und Erfinder Ignazio Porro in Ferngläsern verwendet? Welches Problem kann dadurch behoben werden?

Er hat das Porroumkehrsystem erfunden. Jedes Porroprisma besteht aus zwei einfachen rechtwinkligen Reflexionsprismen. Beide werden vom Strahlengang nacheinander passiert.
Das Problem, dass das Bild auf dem Kopf steht, kann so behoben werden.

Sind Spiegel unsichtbar?

Nein, Spiegel kann man sehen, da sie das Licht reflektieren.

Ja, Spiegel kann man nicht sehen, da sie das Licht schlucken.

Ja, Spiegel kann man nicht sehen, da sie das Licht regelmäßig reflektieren.

Ja, Spiegel kann man nicht sehen, da sie das Licht durchlassen.

Ein Lichtstrahl geht durch eine dicke Glasplatte. Welcher Strahlenverlauf ist richtig dargestellt?

Welche der folgenden Aussagen passt zum Bild?

a.) Parallelstrahl b.)Brennstrahl c.)Hauptstrahl

a.) Brennstrahl b.)Hauptstrahl c.)Parallelstrahl

a.) Hauptstrahl b.)Parallelstrahl c.)Brennstrahl

Wo muss der Gegenstand platziert werden, um eine maximale Vergrößerung von diesem zu erreichen?

außerhalb doppelter Brennweite

innerhalb einfacher Brennweite, fast bei der Linse

innerhalb einfacher Brennweite, fast bei Brennweite

bei einfacher Brennweite

bei doppelter Brennweite

Welche der folgenden Gegenstände funktionieren nach dem selben Prinzip (im Bezug auf die Gegenstandsweite und die Brennweite)? (Die richtigen Aussagen sind anzukreuzen.)

Fernrohr(Objektiv) und Mikroskop(Objektiv)

DIA Projektor und Mikroskop(Objektiv)

Lupe und Mikroskop(Objektiv)

Fernrohr(Okular) und Mikroskop(Okular)

Lupe und Fernrohr(Okular)

Beim Mikroskop gilt: \(V_M=V_{Objektiv} \cdot V_{Okular}\)

Was ist die Grenze der Vergrößerung(maximale Vergrößerung), damit keine Beugungserscheinungen auftreten?

V~500

V~1000

V~1500

V~2000

V~2500

Wieso wird die Vergrößerung beim Rasierspiegel stärker, wenn man sich vom Spiegel entfernt?

Entfernung vom Brennpunkt

Näherung zum Brennpunkt

Wie lässt sich die reguläre Reflexion in Worten erklären?

Glatte Körper werfen Lichtbündel vorwiegend in einer bestimmten Richtung zurück. Diese wird nach dem Reflexionsgesetz (Einfallswinkel = Reflexionswinkel) bestimmt.

Wie lässt sich die diffuse Reflexion in Worten erklären?

An rauen Körperoberflächen wird Licht nach verschiedenen Richtungen reflektiert. Es gilt zwar für jeden einzelnen Lichtstrahl das herkömmliche Reflexionsgesetz - insgesamt wird das Lichtbündel aber diffus reflektiert. Die diffuse Reflexion ist im täglichen Leben besonders wichtig, wenn es um blendfreie Arbeitsplatzbeleuchtung, blendfreies Autofahren oder angenehmes Wohnklima geht. Auch eine Projektionsleinwand muss diffus reflektieren.

Was für eine Linsenart ist das?

Konvex-Konkav

Plankonkav

Plankonvex

Konkav-Konvex

Bikonvex

Was für eine Linsenart ist das?

Bikonkav

Konvex-Konkav

Plankonkav

Bikonvex

Plankonvex

Was für eine Linsenart ist das?

bikonkav Linse

bikonvex Linse

plankonkav Linse

plankonvex Linse

konkav-konvex Linse

Was für eine Linsenart ist das?

bikonvex Linse

bikonkav Linse

konvex-konkav Linse

plankonvex Linse

plankonkav Linse

Ein ebener Spiegel zeigt das Bild

gleich groß wie der Gegenstand und seitenverkehrt

virtuell

reell

kopfüber

im gleichen Abstand wie der Gegenstand vor dem Bild

Wofür können Konkavspiegel sehr gut verwendet werden?

Zum Bündeln von Licht an einem bestimmten Punkt

Zum Zerstreuen von Licht

Als Verkehrsspiegel

Als Kosmetikspiegel

Als Rückspiegel

Bennene die Strahlen.

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