Mündlichblätter Optiker 2015 (16. Blatt)
Die Themen sind Beugung und Polarisation
Die Themen sind Beugung und Polarisation
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Jasmin Sommer
Jasmin Sommer
Kartei Details
| Karten | 26 |
|---|---|
| Lernende | 212 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Naturkunde |
| Stufe | Berufslehre |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.04.2015 / 23.05.2025 |
| Weblink |
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Was ist Beugung?
- Beugung ist die Ablenkung des Lichts in seine geometrischen Schattenräume
- das Licht verläuft anschliessend nicht mehr parallel
- ist eine Folge des Wellencharakters des Lichts
Wie entsteht Beugung?
- ensteht wenn elektromagnetsiche Wellen (z.B. Lichtwellen) auf ein Hindernis (z.B. Blende, Staubpartikel, Linsenfassung, Linsenrand oder Fingerabdruck auf einer Linse oder einem Spiegel) treffen und sich dadurch die Wellen nicht mehr vollständig geradelinig ausbreiten
- ein Teil wird in den geometrischen Schattenraum abgelenkt
- diese Ablenkung heisst Beugung
Welchen Einfluss hat die Grösse des "Beugungsobjektes" (z.B. des Spaltes) auf die Beugung?
- grosse Spaltöffnung= der gebeugte Lichtanteil ist zum sich geradelinig ausbreitenden Anteil kleiner= weniger Licht wird gebeugt
- kleine Spaltöffnung= der gebeugte Lichtanteil ist zum sich geradelinig ausbreitenden Anteil grösser= mehr Licht wird gebeugt
Wird langwelliges Licht stärker oder schwächer gebeugt als kurzwelliges?
- das langwellige Licht (Rot) wird stärker gebeugt, deshalb ist es bei den Beugungsspektren auch die letzte Farbe
- (das kurzwellige Licht (Blau) wird dafür stärker gebrochen)
Wann wird Beugung wahrgenommen?
- sie wird wahrgenommen wenn die Blendöfnung klein ist und der gebeugte Lichtanteil überwiegt
- in diesem Fall wirkt sie störend
- sie beeinflusst das Auflösungsvermögen
- bei Auge- Brille, Instrumenten, etc.
Wovon ist die Form des Beugungsbildes abhängig?
- von der Form des Hindernisses
Was ist das Beugungsmaxima und was das Beugungsminima?
- Beugungsmaxima
- sind die hellen Lichtstreifen
- es trifft max. viel Licht auf den Schirm
- Beugungsminima
- sind die dunklen Lichtstreifen
- es trifft min. wenig Licht (kein Licht) auf den Schirm
- sind das Reultat von Interferenz der gebeugten Wellen
Welche Lichttheorie erklährt die Beugung?
- die Wellentheorie
Was besagt das Huygens Prinzip?
- Licht breitet sich als eine Wellengewegung aus
- Jeder Punkt einer Lichtwelle kann der Ausgangspunkt einer neuen Elementarwelle sein
- eine Elementarwelle dehnt sich dreidimensional in alle Richtungen aus
Wie ist die Wahrnehmung am Beugunsgitter?
- das Licht geht durch ein Hitter mit schmalen Spalten
- ein Teil des Lichts geht ungebeugt hindurch (die weisse Linie in der Mitte)
- die andern werden je nach Wellenlänge mehr oder weniger gebeugt
- rot wird stärker gebeugt als blau
- es entsteht ein Linienspekrtum
- man erkennt die Beugungsminima und die Beugungsmaxima
- einieg Lichtwellen überlagern sich= so kommt z.B. Magenta zustande
Wie sieht linear polarisiertes Licht aus?
- das unpolarisierte Licht wird polarisiert indem man die Teilwellen parallel zueinander ausrichtet
- alle schwingen anschliessend in eine Richtung
- Alle Teilwellen schwingen in einer Ebene
Wie sieht unpolarisiertes Licht aus?
- die elektrische Teilwelle schwingt senkrecht zur magnetsichen Teilwelle (und beide schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung)
- allerdings schwingt jede einzelne Welle eines Strahlenbündels zufallsbedingt in einer beliebigen Richtung (bzw. Ebene)
- Strahlen sind nicht gleichlaufend
Wie kann linear polarisiertes Licht erzeugt werden?
- durch Reflexion auf einer nicht metallischen Oberfläche
- durch Brechung
- durch Doppelbrechung
- mit einem Polarisationsfilter
- durch Streuung
Was sind Polarisatoren und Analysatoren?
- Polarisator
- unpolarisiertes Licht wird zuerst durch einen Polarisator gerführt, wodurch es polarisiert wird
- Analysator
- mit dem Analysator wird nachgewiesen ob das Licht wirklich polarisiert ist
- ist ebenfalls ein Polarisator
Was geschieht wenn der Analysator 90° zum Polasisator steht?
- es tritt kein Licht aus dem Anadysator
Was geschieht wenn der Analysator gleich gerichtet ist wie der Polarisator?
- das Licht kommt gerichtet hindurch
Was geschieht wenn der Analysator schräg zum Polarisator steht?
- ein Teil des Lchtes tritt durch den Analysator
Wie wird linear polarisiertes Licht durch Reflexion erzeugt?
- wird unpolarisiertes Licht an einer nicht metallischen Oberfläche reflektiert so wird es (zumidest teilweise) linear polarisiert
- das reflektieret Licht wird parallel zur reflektierenden Oberfläche polarisiert
Wie wird linear polarisiertes Licht durch Brechung erzeugt?
- das gebrochene Licht wird zum gleichen Teil polarisiert wie das reflektierte
- das Licht kann durch Brechung nicht vollständig polarisiert werden
- das gebrochene polarisierte Licht ist senkrecht 90° zum reflektierten polarisierten Licht
- ist der Einfallswinkel= dem AusfallswinkelBrewster so bilden der reflekteret und der gebrochene Strahl einen rechten Winkel
Wovon ist der Polarisationsgrad abhängig?
- dem EInfallsinkel
- von der Brechzahl des beteiligten Mediums
Was sind doppelbrechende Materialien? Wie polarisieren sie das Licht?
- z.B. Kaltspatkristall
- diese Materialien sind anisotrop (auch inisotrop) d.h. die Brechzahl ist abhängig von der Schwingungsrichtung des Lichts
- sofern das Licht nicht durch die optische Achse eintritt, zerlegt das doppelbrechende Material in zwei Strahlen
- der ordentlichen Strahl (überall im Medium dieselbe Brechzahl)
- der ausserordentliche Strahl (hat verschiedene Brechzahlen)
- diese beiden Strahlen sind vollkommen linear polarisiert
- zudem sind sie senkrecht zueinander polarisiert
Wie sieht man ein Objekt welches durch ein doppelbrechendes Medium abgebildet wird?
- es wird doppelt gesehen
- die Helligkeit beider Bilder ist gleich
- mithilfe eines Polarisatorfilters (Analysators) kann jeweils eines der Bilder ausgeblendet werden
Was ist Dichroismus?
- daunter versteht man dass die Durchlässigkeit mancher doppelbrechenden Medien für beide Teilstrahlen extrem unterschiedlich ist
- der eine Teilstahl geht beinahe ungeschwächt hindurch
- er andere Teilstrahl wird vollständig absorbiert
- ist eine Art Doppelbrechung nur dass ein Strahl absorbiert wird
Worauf beruht ein Polarisationsfilter?
- auf der Doppelbrechung und dem Dichroismus
- eliminieren meistens die Reflexionen von horizontalen Flächen
- die FIlterrichtung muss dafür senkrecht sein
Wie funktioniert eine Polaroid- Folie?
- eine durchsichtige Polyvinylalkoholfolie wird erwärmt und gestreckt= Folie wird doppelbrechend
- danach wird sie eingefärbt
- es können auch Zellulosehydratfolien verwendet werden
Was ist der Brewsterwinkel?
- dies ist der Winkel der ein einfallender Strahl haben muss, damit das gebrochene Licht grösstenteils und das reflektierte Licht vollständig polariasiert wird
- es gilt das Brewstersche Gesetz
- tan Einallswinkel= n`/n
- Brewsterwinkel= Polarisationswinkel
