Optik (Lichtentstehung)
TBZ, 2LH, Modul 2
TBZ, 2LH, Modul 2
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Cartes-fiches
Erklären sie in eigene Worten, wie Licht entsteht.
Ein Elektron bekommt ein Impuls und springt auf ein höheres Energieniveau. Dort gibt es einen Elektromagnetische Welle ab und springt wieder auf ihr ausgangs Energieniveau zurück. Je nach Frequenz (kurz=violett/lang=rot) wird beim Auge eine andere Farbempfindung hervorgerufen.
Ein wichtiges Naturgesetz heisst, dass die Natur grundsätzlich bestrebt ist, ein tiefes Energieniveau zu erreichen. Nenn sie drei Beispiele, die dieses Gesetz bestätigen.
- Gewitter
- Erdbeben
- Erdanziehungskraft (Gravitation)
Was ist ein "Quantensprung" ?
Ein Elektronsprung von einem Energieniveau auf ein höheres oder tieferes Energieniveau.
Haben kernnahe Elektronen ein geringeres Energiennievau als Valenzelektronen (=bidungsfähige Aussenelektronen) ?
Ja
Je nach zugeführter Energie entsteht bei der Lichtaussendung kurzwelliges oder langwelliges Licht. Welche zwei Punkte sind entscheidend, ob die abgestrahlte Lichtwellen kurz- oder langwellig ist ?
- Impuls Intensität
- Ob Elektronen nur auf nächste oder mehrere Energieniveau springt
- Ob Atom nahe beim Kern oder auf kernfernes Energieniveau springt
Was ist "Lichtquant" ?
Kombination aus elektromagnetischer Welle und dem Karpuskel.
Was ist "polychromatisches Licht" ?
Mehrfarbiges Licht, Mischung vieler monochromatischer Lichtwellen.
Was versteht ein Optiker im Zusammehang mit dem Licht unter dem Begriff "Emission" ?
Aussendung von Licht
- Welche Farbe hat langwelliges Licht ?
- Welche Farbe hat kurzwelliges Licht ?
- rot
- violett
Welche Aussagen sind richtig ?
Zählen sie mir ein paar Lichtquellen die sie schon kennen.
Sonne, Glühlampe, Fackel, Kerze, Neonlampe, Halogenlampe, Glühwürmchen usw.
Zählen sie mir natürliche Temperaturstahler.
Sonne, Sterne, Blitz, Vulkanlava, Meteor
Zählen sie mir künstliche Temperaturstrahler ?
Glühlampe, Halogenlampe, Feuer, Kerze, Öllampe, Fackel, Glühstrumpf
Zählen sie mir natürliche Kaltlichtstrahler.
Glühkäfer, Glühwürmchen, Tiefseefische, Polarlicht, Elmsfeuer
Zählen sie mir künstliche Kaltlichtstrahler.
Leuchtstoffröhren, Energiesparlampen, Laser, Bildschirme, Leuchtdinder, Leuchtstäbe
Erklären sie ausführlich mit eigenen Worten, was ein Temperaturstrahler ist.
Bei Temperaturstrahler wird die Energie zuerst in Wärme umgewandelt. Durch diese Wärme fängt das Material an zu glühen und sendet dabei Licht aus.
Erklären sie, wieso ein Temperaturstrahler nur einen geringen Wirkungsgrad hat.
Der grösste Teil der zugeführte Energie wird in Wärme umgewandelt. Deshal wird nur ein kleiner Teil Energie in Licht umgewandelt. Deshalb haben Temperaturstrahler einen geringen Wirkunsgrad.
Wie kann physikalische erklärt werden, dass bei der Phosphoreszenz ein Nachleuchten auftritt?
Einzelne Elektronen springen zeitlich verzögert auf ein tieferes Energienievau zurück.
Wie unterscheidet sich die Fluorszenz von der Phosphoreszenz ?
- Bei der Fluoreszenz endet die Lichtabgabe mit der Beendigung der Energiezufuhr.
- Bei der Phosphoreszenz tritt nach der Beendigung der Energiezufuhr ein sichtbares Nachleuchten auf.
Was bedeutet Lumineszenz?
Kaltes Leuchten
Erläutern Sie, wieso eine Kerze ein künstliches Temperaturstrahler ist.
Künstlich:
Eine Kerze wird vom Menschen hergestellt (z.B aus Paraffin) und brennt nicht von selbst, sondern muss erst vom Menschen angezündet werden (Streichholz oder Feuerzeug)
Temperaturstrahler:
Der grösste Teil der Energie wird in Wärme umgewandelt. Dabei leuchtet die Kerze.
Wieso sind Leuchtkäfer ein Kaltlichtstrahler ? Beziehungsweise wieso kann er kein Temperaturstrahler sein ?
Als Temperaturstrahler würde er nicht lange überleben.
Unter welchen Voraussetzungen ist ein WAldbrand ein natürlicher Temperaturstrahler? Und unter welcher Voraussetzung ist ein Waldbrand ein künstlicher Temperaturstrahler?
Wenn sich der Wald selbst entzündet (Z.b durch Blitzschlag oder durch sehr hohe Sonneneinstrahlung) ist der Waldbrand ein natürlicher Temperaturstrahler.
Wird der Wald jedoch von einem Menschen angezündet, so ist der Waldbrand ein künstlicher Temperaturstrahler.
Mit welcher Lumineszenzart leuchtet der Leuchtkäfer (bzw. Glühwürmchen) ?
Biolumineszenz
...weisser Körper weiss gesehen wird...
Reflektiert alle Frequenzen mit einem gleichmässig hohen Reflexionsgrad.
...schwarzer Körper schwarz gesehen wird...
Absorbiert alle Frequenzen mit einem gleichmässig hohen Absorptionsgrad.
...grauer Körper grau gesehen wird...
Wie unterscheiden sich hellgrau und dunkelgrau?
Reflektiert und absorbiert alle Frequenzen mit einem gleichmässig grossen mittleren Reflexionsgrad.
- Bei Hellgrau ist der gleichmässige Reflexionsgrad höher.
- Bei Dunkelgrau ist der gleichmässige Absorptionsgtad grösser.
Was ist ein "Selbstleuchter"?
Eine Lichtquelle; ein Körper, der gesehen wird, da er Licht aussendet.
In einer schönen klaren Nacht sehen Sie den Mond leuchten. WIeso leuchet er, obwohl er ein sogenannter Nichtselbstleuchter ist ?
Weil er das Licht von der Sonne reflektiert.
Sie betrachten im Schaufenster einer Modeboutique ein mit weissem Spotlicht angeleuchtetes gelbgrünes T-Shirt. Wieso erscheint das T-Shirt gelb?
Weil es bevorzugt gelbgrünes (bzw. gelb & grünes Licht), somit das Licht seiner Eigenfarbe reflektiert und violettes, d.h. das Licht seiner Komplementärfarbe bzw. Gegenfarbe absorbiert.
Stimmt die Aussage, dass ein Buschfeuer immer ein natürlicher Temperaturstrahler ist ? Begründen sie die Antwort.
Nein.
Wenn der Busch von einem Menschen angezündet wird, so ist er ein künstlicher Temperaturstrahler. Wird er jedoch durch einen Blitzschlag entzündet, ist er ein natürlicher Temperaturstrahler.
Ist es möglich, dass der Phosphoreszenz kurzwellige Ultraviollettstrahlung in langwelligeres sichtbares Licht umgewandelt werden kann ?
Ja
Was gibt es noch für Temperaturlichstrahler?
Tiefseefisch mit Leuchtorgan
Was gibt es noch für Kaltlichtstrahler ?
Laser, Leuchtdiode, Handydisplay
Zählen sie mir weitere natürliche Lichtquellen.
Halley-Komet, Andromeda Galaxie, Leuchtalge
Zählen sie mir weitere künstliche Lichtquellen.
Lagerfeuer, Lichtbogen, Organische Leuchtdiode
Mit dem elektromagentischen Welencharakter lassen sich die folgende Lichteffekte erklären:
- Geradlinge Ausbreitung
- Reflexion
- Brechung
- Dispersion
- Spektralfarben
- Interferenz
- Beugung
- Polarisation
Mit dem Teilchencharakter lassen sich die folgenden Lichteffekte erklären:
- Geradlinge Ausbreitung
- Reflexion
- Emission
- Absorption
- Fotoeffekt
- Compotoneffekt
Was bedeutet Welle-Korpuskel-Dualismus?
Ein Photon aus einer elektromagnetischen Welle und einem Korpuskel (kleinste Teilchen).
Durch welchen Teilwellen besteht eine elektromagetische Welle?
Aus einer elektrischen und einer magnetischen Teilwelle.
