2_1_Grundlagen_der_geometrischen_Optik
LF2 Augenoptik
LF2 Augenoptik
Wie lautet das Brechungsgesetz?
Wozu dient die Brechzahl n als Kennzahl?
Um die jeweiligen Lichtgeschwindigkeiten in versch. Medien zu vergleichen und damit zu rechnen.
Wovon hängt die Lichtbrechung/Refraktion/Richtungsänderung ab?
Die Richtungsänderung (Lichtbrechung) hängt mit der unterschiedlichen Geschwindigkeit (je nach Medium) des Lichts beim Auftreffen auf das andere Medium zusammen.
Was versteht man unter der Refraktion?
An der Trennfläche zweier durchsichtiger Körper wird ein kleiner Teil reflektiert und ein anderer Teil geht hindurch.
Wenn der Lichtstrahl schräg auftrifft, ändert sich seine Richtung (Lichtbrechung, Refraktion).
Was ist die Brechzahl n?
Die Brechzahl n eines Mediums ist der Quotient aus der Lichtgeschwindigkeit in Luft (eigentlich exakter im Vakuum) und der Lichtgeschwindigkeit im betreffenden Medium.
Ein Medium ist ..., wenn die Brechzahl n NICHT an allen Stellen den gleichen Wert hat
Ein Medium ist ..., wenn die Brechzahl n an allen Stellen den gleichen Wert hat
Wie lautet das Brechungsgesetz (Formel)?
Wann bezeichnet man ein Medium als den dünneren Stoff?
Einen Stoff mit einer geringeren Brechzahl im Vergleich zu einem Stoff mit einer höheren Brechzahl bezeichnet man als den dünneren Stoff (bzw das dünnere Medium).
Wann bezeichnet man ein Medium als den dichteren Stoff?
Wenn ein Medium eine höhere Brechzahl hat im Vergleich zu einem Stoff mit einer geringeren Brennzahl.
Wie berechnet man die Brechzahl eines Mediums?
Formel bitte angeben!
Refraktion nennt man auch ...
Wieviel beträgt die Lichtgeschwindigkeit in Luft (genauer: im Vakuum)?
c0 = 300 000 km/s
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl des Auges?
n = 1,336
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl von Luft?
n = 1
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl von Wasser?
n = 1,33
Zeichne einen Zerstreuungsspiegel!
Zeichne einen Sammelspiegel!
Zähle die zwei Arten sphrischer Spiegel auf!
Nenne je ein Beispiel!
- Sammelspiegel (Konkavspiegel, Hohlspiegel),
Bsp. Vergrößerungsspiegel - Zerstreuungsspiegel (Konvexspiegel)
Bsp. Verkehrsspiegel
Was besagt der Gauß´sche Raum (bzw paraaxiale Raum)?
In der Optik gehen wir oft davon aus (Näherung, Vereinfachung), dass die Strahlen ganz dicht um die optische Achse verlaufen.
Alle Strecken, die gegen die Lichtrichtung gemessen werden, sind ...
Alle Strecken, die mit der Lichtrichtung gemessen werden, sind ...
Bilder am Planspiegel sind immer ... (4)
- seitenverkehrt
- gleich groß
- gleich gerichtet (z.B. aufrecht)
- virtuell
Was ist ein Planspiegel?
Ein Planspiegel ist ein gerichtet reflektierender Optikkörper mit dem Krümmungsradius = ∞
Skizziere den Lichtweg
am Vorderflächenspiegel und
am Rückflächenspiegel!
Skizziere die Lichtausbreitung
Was ist das Reflexionsgesetz? (4)
- Einfallender Lichtstrahl und ausfallender Lichtstrahl bilden mit dem Lot gleiche Winkel:
ε=ε' - Einfallender Lichtstrahl, Lot und reflektierter Lichtstrahl liegen in einer Ebene.
- Der Lichtweg ist umkehrbar.
- Diese Gesetzmäßigkeit gilt für alle Farben.
Das ... besagt:
ε = ε'
(einfallender Lichtstrahl = ausfallender Lichtstrahl)
Beim ... bietet das Glas Schutz.
Es kann zu Doppelbildern kommen.
Am ... findet keine Transmission statt.
Nahezu alles wird reflektiert.
exaktes Bild
aber Vorderfläche sehr empfindlich
Nennen Sie vier Arten der Reflexion!
- gerichtete
- diffuse
- gemischte
- selektive
Reflexion (Zurückwerfung des Lichts) (4)
Je nach Oberflächenbeschaffenheit (ob rauh oder glatt in Bezug auf die Wellenlänge) wird der Lichtstrahl mehr oder weniger regelmäßig reflektiert.
- Gerichtete Reflektion
Bei sehr glatter Oberfläche (in Bezug auf Wellenlänge λ) wird der Lichtstrahl exakt und gleichmäßig reflektiert. - Diffuse Reflexion
Hier führt eine rauhe Oberfläche dazu, dass die Strahlen scheinbar regellos zurückgeworfen werden - Gemischte Reflexion
Hier gibt es sowohl gerichtete als auch diffuse Reflexion - Selektive Reflexion
bezieht sich auf die jeweiligen Körperfarben (z.B. nur blaues Licht wird reflektiert).
Diese Art der Strahlen braucht man zur Konstruktion von Bildern
Art der Strahlen
- Reelle Strahlen (wirklich, tatsächlich vorhanden):
Sie lassen sich auf einer Leinwand abbilden. - Virtuelle Strahlen (nur scheinbar vorhanden)
Sie lassen sich nicht auf einer Leinwand abbilden.
Nenne ein Beispiel dafür, dass sich Lichtstrahlen ungestört kreuzen können!
Lochkamera
Formen von Lichtstrahlen (6)
- Lichtbüschel - flächige Vielzahl von Strahlen (2D; wie man sie auf Papier malt)
- Lichtbündel - räumliche Vielzahl von Strahlen (3D)
- Ein einzier Strahl ist demnach die kleinstmögliche Einheit aus Lichtbüschel/-bündel.
- Lichtstrahlen können parallel sein.
- Lichtstrahlen können divergent sein.
- Lichtstrahlen können konvergent sein.
geometrische Optik (4)
Wellencharakter des Lichts wird vernachlässigt.
- Das Licht breitet sich im optisch (transparent) homogenen (einheitlich) Medium (z.B. Fenster, Linse, Luft, Wasser) geradlinig und allseitig aus.
- Lichtstrahlen können sich ungestört kreuzen.
- Der Lichtweg ist umkehrbar
- Außerhalb seiner Bahn kann das Licht keine Wirkung ausüben.
- Licht kommt in der Optik immer von links bzw oben.
Was erklärt das Teilchenmodell?
Was erklärt das Wellenmodell?
Was ist der Dualismus des Lichts?
Das Licht hat zwei unterschiedliche Charaktere bzw es lässt sich durch zwei verschiedene Theorien erklären:
1) Das Wellenmodell
- nach Huygens
- eine Lichtquelle sendet Kugelwellen aus - ähnlich wie Wasserwellen
- Vom Erregungsort laufen sie kreisförmig in alle Richtungen
- Frequenz (=Schwingungen pro Sekunde) in Hertz (Hz)
- 1nm = 10-9m
2. Das Teilchenmodell = Korpuskelmodell
- nach Isaac Newton
- Die Lichtquelle sendet Teilchen (Lichtkorpuskeln) aus (vgl Erbsenpistole).
- Einstein formte dieses Modell zur Lichtquantentheorie um. Lichtquanten (Photonen) haben hier ein bestimmtes Energieniveau.
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Lernkarten
Wie lautet das Brechungsgesetz?
Wozu dient die Brechzahl n als Kennzahl?
Um die jeweiligen Lichtgeschwindigkeiten in versch. Medien zu vergleichen und damit zu rechnen.
Wovon hängt die Lichtbrechung/Refraktion/Richtungsänderung ab?
Die Richtungsänderung (Lichtbrechung) hängt mit der unterschiedlichen Geschwindigkeit (je nach Medium) des Lichts beim Auftreffen auf das andere Medium zusammen.
Was versteht man unter der Refraktion?
An der Trennfläche zweier durchsichtiger Körper wird ein kleiner Teil reflektiert und ein anderer Teil geht hindurch.
Wenn der Lichtstrahl schräg auftrifft, ändert sich seine Richtung (Lichtbrechung, Refraktion).
Was ist die Brechzahl n?
Die Brechzahl n eines Mediums ist der Quotient aus der Lichtgeschwindigkeit in Luft (eigentlich exakter im Vakuum) und der Lichtgeschwindigkeit im betreffenden Medium.
Ein Medium ist ..., wenn die Brechzahl n NICHT an allen Stellen den gleichen Wert hat
Ein Medium ist ..., wenn die Brechzahl n an allen Stellen den gleichen Wert hat
Wie lautet das Brechungsgesetz (Formel)?
Wann bezeichnet man ein Medium als den dünneren Stoff?
Einen Stoff mit einer geringeren Brechzahl im Vergleich zu einem Stoff mit einer höheren Brechzahl bezeichnet man als den dünneren Stoff (bzw das dünnere Medium).
Wann bezeichnet man ein Medium als den dichteren Stoff?
Wenn ein Medium eine höhere Brechzahl hat im Vergleich zu einem Stoff mit einer geringeren Brennzahl.
Wie berechnet man die Brechzahl eines Mediums?
Formel bitte angeben!
Refraktion nennt man auch ...
Wieviel beträgt die Lichtgeschwindigkeit in Luft (genauer: im Vakuum)?
c0 = 300 000 km/s
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl des Auges?
n = 1,336
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl von Luft?
n = 1
Wie lautet der Brechungsindex bzw die Brechzahl von Wasser?
n = 1,33
Zeichne einen Zerstreuungsspiegel!
Zeichne einen Sammelspiegel!
Zähle die zwei Arten sphrischer Spiegel auf!
Nenne je ein Beispiel!
- Sammelspiegel (Konkavspiegel, Hohlspiegel),
Bsp. Vergrößerungsspiegel - Zerstreuungsspiegel (Konvexspiegel)
Bsp. Verkehrsspiegel
Was besagt der Gauß´sche Raum (bzw paraaxiale Raum)?
In der Optik gehen wir oft davon aus (Näherung, Vereinfachung), dass die Strahlen ganz dicht um die optische Achse verlaufen.
Alle Strecken, die gegen die Lichtrichtung gemessen werden, sind ...
Alle Strecken, die mit der Lichtrichtung gemessen werden, sind ...
Bilder am Planspiegel sind immer ... (4)
- seitenverkehrt
- gleich groß
- gleich gerichtet (z.B. aufrecht)
- virtuell
Was ist ein Planspiegel?
Ein Planspiegel ist ein gerichtet reflektierender Optikkörper mit dem Krümmungsradius = ∞
Skizziere den Lichtweg
am Vorderflächenspiegel und
am Rückflächenspiegel!
Skizziere die Lichtausbreitung
Was ist das Reflexionsgesetz? (4)
- Einfallender Lichtstrahl und ausfallender Lichtstrahl bilden mit dem Lot gleiche Winkel:
ε=ε' - Einfallender Lichtstrahl, Lot und reflektierter Lichtstrahl liegen in einer Ebene.
- Der Lichtweg ist umkehrbar.
- Diese Gesetzmäßigkeit gilt für alle Farben.
Das ... besagt:
ε = ε'
(einfallender Lichtstrahl = ausfallender Lichtstrahl)
Beim ... bietet das Glas Schutz.
Es kann zu Doppelbildern kommen.
Am ... findet keine Transmission statt.
Nahezu alles wird reflektiert.
exaktes Bild
aber Vorderfläche sehr empfindlich
Nennen Sie vier Arten der Reflexion!
- gerichtete
- diffuse
- gemischte
- selektive
Reflexion (Zurückwerfung des Lichts) (4)
Je nach Oberflächenbeschaffenheit (ob rauh oder glatt in Bezug auf die Wellenlänge) wird der Lichtstrahl mehr oder weniger regelmäßig reflektiert.
- Gerichtete Reflektion
Bei sehr glatter Oberfläche (in Bezug auf Wellenlänge λ) wird der Lichtstrahl exakt und gleichmäßig reflektiert. - Diffuse Reflexion
Hier führt eine rauhe Oberfläche dazu, dass die Strahlen scheinbar regellos zurückgeworfen werden - Gemischte Reflexion
Hier gibt es sowohl gerichtete als auch diffuse Reflexion - Selektive Reflexion
bezieht sich auf die jeweiligen Körperfarben (z.B. nur blaues Licht wird reflektiert).
Diese Art der Strahlen braucht man zur Konstruktion von Bildern
Art der Strahlen
- Reelle Strahlen (wirklich, tatsächlich vorhanden):
Sie lassen sich auf einer Leinwand abbilden. - Virtuelle Strahlen (nur scheinbar vorhanden)
Sie lassen sich nicht auf einer Leinwand abbilden.
Nenne ein Beispiel dafür, dass sich Lichtstrahlen ungestört kreuzen können!
Lochkamera
Formen von Lichtstrahlen (6)
- Lichtbüschel - flächige Vielzahl von Strahlen (2D; wie man sie auf Papier malt)
- Lichtbündel - räumliche Vielzahl von Strahlen (3D)
- Ein einzier Strahl ist demnach die kleinstmögliche Einheit aus Lichtbüschel/-bündel.
- Lichtstrahlen können parallel sein.
- Lichtstrahlen können divergent sein.
- Lichtstrahlen können konvergent sein.
geometrische Optik (4)
Wellencharakter des Lichts wird vernachlässigt.
- Das Licht breitet sich im optisch (transparent) homogenen (einheitlich) Medium (z.B. Fenster, Linse, Luft, Wasser) geradlinig und allseitig aus.
- Lichtstrahlen können sich ungestört kreuzen.
- Der Lichtweg ist umkehrbar
- Außerhalb seiner Bahn kann das Licht keine Wirkung ausüben.
- Licht kommt in der Optik immer von links bzw oben.
Was erklärt das Teilchenmodell?
Was erklärt das Wellenmodell?
Was ist der Dualismus des Lichts?
Das Licht hat zwei unterschiedliche Charaktere bzw es lässt sich durch zwei verschiedene Theorien erklären:
1) Das Wellenmodell
- nach Huygens
- eine Lichtquelle sendet Kugelwellen aus - ähnlich wie Wasserwellen
- Vom Erregungsort laufen sie kreisförmig in alle Richtungen
- Frequenz (=Schwingungen pro Sekunde) in Hertz (Hz)
- 1nm = 10-9m
2. Das Teilchenmodell = Korpuskelmodell
- nach Isaac Newton
- Die Lichtquelle sendet Teilchen (Lichtkorpuskeln) aus (vgl Erbsenpistole).
- Einstein formte dieses Modell zur Lichtquantentheorie um. Lichtquanten (Photonen) haben hier ein bestimmtes Energieniveau.
