13 Wellenoptik

Polarisation, Farbenlehre, Interferenz an dünnen Schichten, Beugung am Gitter, Streuung von Licht

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Set of flashcards Details

Flashcards	52
Students	90
Language	Deutsch
Category	Physics
Level	Primary School
Created / Updated	12.11.2013 / 09.05.2024
Weblink	https://card2brain.ch/box/13_wellenoptik
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Study

Warum kann der Randbereich vom blauen Himmel weiß sein?

Der Randbereich wird weiß wahrgenommen, weil über die langen Streuungswege alle Farben zurück gestreut werden. ( alle Farben = weiß )

Was ist eine Kohärenzlänge?

Die Kohärẹnzlänge ist der größte Lichtwegunterschied den zwei Lichtstrahlen aus derselben Quelle haben dürfen, damit bei ihrer Überlagerung noch ein Interferenzmuster beobachtet werden kann.

Sie kann bei Lasern mehrere Meter bis km betragen, dagegen bei einer Kerze nur einige μm betragen.

Warum ist die Aussage: „Rosen haben die Farbe Rot“ eigentlich falsch?

Die Oberfläche der Rose reflektiert nur das Licht bestimmter Spektralfarben, wobei der Blau-&Grünanteil absorbiert wird. Deshalb ist die Rose selber auch eigentlich farblos und die vom Menschen wahrgenommene Farbe ist nur das von der Rose reflektierte Licht.

Erkläre die Interferenz an dünnen Schichten

Überlagerung von Wellen die über einen längeren Zeitraum eine fixe Phasenbeziehung zueinander haben.

fixe Phasenbeziehung -> kohärent

Erkläre den Begriff Dispersion in der Wellenoptik

Dispersion: Die Brechung des Lichtes hängt von der Farbe ab.

=> Aufspaltung von Licht in die einzelnen Regenbogenfarben

Beispiel: Regenbogen

Nenne die 3 Grundfarben der subtraktiven Farbmischung!

Cyan, Magenta, Gelb

Was wird bei einer Spektralanalyse bestimmt?

Die chemische Zusammensetzung von leuchtenden Körpern durch Benutzung der Emissionsspektren.

Was ist ein kontinuierliches Spektrum?

Ein kontinuierliches Spektrum enthält alle reellen Zwischenwerte von Wellenlängen im betrachteten Bereich. Dabei weisen benachbarte Farben eine ähnliche Helligkeit auf.

Glühlampen können ein derartiges Spektrum erzeugen.

Worauf muss bei der Skizze, an den Stellen 1), 2) und 3) im Regentropfen, zur Erklärung des Regenbogens geachtet werden

1) Blau wird stärker als Rot gebrochen und die Brechung erfolgt zum Lot.

2) Eingagnswinkel=Ausgagnswinkel

3) Blau wird wieder stärker gebrochen als Rot und die Brechung erfolgt vom Lot

Warum zeigt Licht, das zwei Taschenlampen aussenden, keine beobachtbare Interferenz. Tritt überhaupt Interferenz auf?

Die Lichtaussendung von zwei verschiedenen (nicht gekoppelten) Lichtquellen erfolgt "zufällig" und ist daher nicht kohärent.

Was wird auf dieser Abbildung gezeigt?

Lichtbeugung am Doppelspalt und konstruktive bzw destruktive Interferenz

Nenne Erscheinungen in der Optik, für die der Wellencharakter des Lichtes benötigt wird?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Interferenzerscheinungen: Überlagerung von Wellen (Auslöschung oder Verstärkung der Amplitude)

Beugung: Änderung der Ausbreitungsrichtung, wenn sich eine Welle an einem Objekt geeigneter Größe vorbei bewegt

Polarisation: Schwingungsrichtung von Licht (normales Licht = unpolarisiertes Licht, linearpolarisiertes Licht = nur eine Schwingungsrichtung, zirkularpolarisiertes Licht = dreht auf einer Kreisbahn)

Was passiert bei der additiven Farbmischung?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Licht verschiedener Farben wird überlagert
Werden alle Farben überlagert, erhalten wir weiß

( Grundfarben: Rot, Grün, Blau )

Was passiert bei der subtraktiven Farbmischung?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

weißes Licht wird durch ein farbiges Glas geschickt
das Farbglas ist ein Filter
"Malfarben", alle Farben zusammen ergeben schwarz

Was passiert mit dem Lichtstrahl, wenn er auf eine dünne Schicht (z.B. Seifenblasenhaut) fällt?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Der einfallende Lichtstrahl wird teilweise zum Lot gebrochen und teilweise am opt. dichteren Medium reflektiert.

Für die Reflexion gilt:

Einfallswinkel = Ausfallswinkel

Was ist Polarisation?

Geben Sie 2 Zustände an!

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Bestimmte Schwingungszustände von Licht

Linear polarisiertes Licht
Zirkular polarisiertes Licht

Was ist Dispersion?

Nennen Sie die Dispersionsgleichung!

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Die Brechung des Lichtes hängt ab von der Wellenlänge, somit von der Frequenz und damit auch von der Farbe.

\(c = {\lambda \cdot f}\)

Was kann man aus folgender Aussage ableiten?

\(c_{Rot} > c_{Blau}\)

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(n_{Rot} < n_{Blau}\)

Blau wird stärker gebrochen, Rot wird schwächer gebrochen.

Wie lautet die Formel für die Berechnung des optischen Weges ?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Bem.: n_Luft= 1 ; n_Wasser = 1,33 ; n_Glas = 1,5

Was versteht man unter der Streuung von Licht?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Unter Streuung von Licht versteht man die Änderung der Ausbreitungsrichtung, wenn sich Licht an kleinen Partikeln vorbeibewegt.

z.B. Ärosole, Staub, Wassertropfen, ...

Wird rotes oder blaues Licht stärker gestreut?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

blaues Licht wird stark gestreut

rotes Licht wird schwach gestreut

Welche Voraussetzung müssen Wellen erfüllen, damit sie interferieren können?

Bei der Interferenz müssen Wellen über einen längeren Zeitraum in einer fixen Phasenbeziehung zueinander stehen (=kohärente Wellen)

Bei Licht müssen dazu die Wellen insbesondere aus dem gleichen Engergiepaket stammen.

Mit welcher Formel kann man die Verstärkung bei der Beugung an einem Gitter berechnen?

Bem.: ... k.tes Maximums

Wie entsteht das Himmelsblau?

1) direktes Sonnenlicht ist nicht gestreut.

2) damit das restliche Licht zu uns kommen kann, muss es stark gestreut werden -> es ist blau

Wieso erscheint das Wasser blau?

1.) Wird das Sonnenlicht an der Oberfläche des Wassers reflektiert so sehen wir weißes Licht.

2.) Je tiefer das Sonnenlicht in das Wasser eindringt, umso stärker wird es absorbiert d.h. oberflächennahes Wasser wird wärmer. In der Tiefe sieht man das Licht nicht mehr.

3.) Nur das stark gestreute blaue Licht kann wieder austreten. Das lässt das Wasser blau erscheinen.

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