12 Geometrische Optik

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

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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.

Cartes-fiches

Utilisateurs

138

Langue

Allemand

Catégorie

Physique

Niveau

Collège

Créé / Mis à jour

12.11.2013 / 17.02.2026

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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.

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.

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

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

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

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

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

Entfernung vom Brennpunkt

Näherung zum Brennpunkt

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.

Bennene die Strahlen.

Wie ist die "Abbildungsgleichung" definiert ?
Benennen Sie alle vorkommenden Variablen !

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\({1 \over f} ={1 \over b}+{1\over g}\)

f : Brennweite

b : Bildweite

g : Gegenstandsweite

Wie heißt die Linse in einem Mikroskop die dem Auge nähesten ist.

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Okular

Wie lautet das Brechungsgesetz von Snellius ?
Erläutere sämtliche Variablen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(n_1 \cdot sin(\alpha)=n_2 \cdot sin(\beta)\)

n₁ = Brechungsindex 1. Medium
n₂ = Brechungsindex 2. Medium
\(\alpha\)= Einfallswinkel
\(\beta\) = Ausfallswinkel

Vom opt. dünneren zum opt. dichteren Medium erfolgt Brechung ........ Lot

vom

zum

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

vom

zum

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Brechkraft und Brennweite?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(D={1 \over f}\)

\([D]= {1\over m}=1dpt=1Dioptrie\)

\(Brechkraft = \frac{1}{Brennweite}\)

Wie ist der Brechungsindex definiert?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(n= {c_0 \over c}={Vakuumlichtgeschwindigkeit \over Lichtgeschwindigkeit \ im\ Medium}\)

n..... Brechungsindex

Wie heißt die Linse (rot markiert) in einem Mikroskop, die dem Objekt am nächsten ist?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Objektiv

Welcher Lichtstrahl wird / Welche Lichtstrahlen werden total reflektiert, wenn Alpha₂ der kritische Winkel (= Grenzwinkel der Totalreflexion) ist?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

der grüne Lichtstrahl wird totalreflektiert

Für was ist die Adaption der Iris ?

Für die Anpassung an die Hellichkeit durch das Öffnen und Schließen der Iris.

Was bewirkt die Akkommodation der Linse?

Der ringförmigen Ziliarmuskel steuert die Krümmung der Linse und damit die Brechkraft. Dadurch kann das Auge Gegenstände in verschiedenen Entfernungen scharf abbilden.

Wo liegt der Brennpunkt bei der Weitsichtigkeit und mit welcher Linse kann man die Fehlsichtigkeit beheben ?

Der Brennpunkt liegt hinter der Netzhaut und man kann die Fehlsichtigkeit mit einer Konvexlinse beheben.

Wo liegt der Brennpunkt bei der Kurzsichtigkeit und mit welcher Linse kann man die Fehlsichtigkeit beheben ?

Der Brennpunkt liegt vor der Netzhaut und man kann die Fehlsichtigkeit mit einer Konkavlinse beheben.

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Brechkraft, die beide Radien der Linse beinhaltet?

="Linsenschleiferformel"

\(D=(n-1) \cdot({1 \over r_1}+{1\over r_2})\)

\([D]=\frac{1}{m}=1dpt=1Dioptrie\)

n = Brechungsindex des Mediums

Wie lautet die Formel für die Vergrößerung des Mikroskopes ?

\(V_{Mikroskop}=V_{Okular} \cdot V_{Objektiv}\)

Bem.: Die maximale Vergrößerung liegt beim 1500 fachen der ursprünglichen Größe des Objektes.

Wie ist das abbildende System " Auge " der Reihe nach aufgebaut?

Hornhaut
vordere Augenkammer(mit Kammerwasser)
Linse
hintere Augenkammer(mit Kammerwasser)
gallertartiger Glaskörpe
Netzhaut

Mit welcher Formel lässt sich der Grenzwinkel \((\alpha_G)\)der Totalreflexion berechnen ?

\(\alpha_G = \arcsin (^1/_n)\)

Bem.: Totalreflexion gibt es nur vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium

n... Medium des Körpers

Was ist Astigmatisumus? Und wie korrigiert man das?

Astigmatismus (auch Stabsichtigkeit) ist eine Hornhautverkrümmung in verschiedene Richtungen.

Der Brennpunkt wird in verschiedene Richtungen verschoben, im schlimmsten Fall dass man statt einem Kries einen "Stab" sieht.

Astigmatismus kann mit einer Brille mit zylindrischen Schliff korriegiert werden..

Was ist der gelbe Fleck im Auge?

Die Stelle des schärfsten Sehens. Hier sind am meisten Sinneszellen erhalten.

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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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