Physik Optik – Geometrische Optik
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was beschreibt die geometrische Optik im Gegensatz zur Wellenoptik? · Wie la…
Karten
14 KartenWas beschreibt die geometrische Optik im Gegensatz zur Wellenoptik?
Rückseite
Die geometrische Optik modelliert Licht als Strahlen, die sich geradlinig ausbreiten und an Grenzflächen reflektieren oder brechen – Welleneigenschaften wie Beugung und Interferenz werden vernachlässigt.
Wie lautet das Reflexionsgesetz für ebene Spiegel?
Rückseite
Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel: Der einfallende Strahl, die Normale und der reflektierte Strahl liegen in einer Ebene, und der Winkel zur Normale ist auf beiden Seiten identisch.
Was besagt das Brechungsgesetz nach Snellius?
Rückseite
Das Verhältnis der Sinuswerte von Einfalls- und Brechungswinkel entspricht dem Kehrwert der Brechzahlen: n₁·sin(α) = n₂·sin(β).
Wann tritt Totalreflexion auf und welche Bedingung muss erfüllt sein?
Rückseite
Totalreflexion tritt beim Übergang vom optisch dichteren in das dünnere Medium auf, wenn der Einfallswinkel den kritischen Winkel überschreitet: sin(α_c) = n₂/n₁.
Wie wird der kritische Winkel für Totalreflexion berechnet?
Rückseite
Der kritische Winkel α_c ergibt sich aus sin(α_c) = n₂/n₁, wobei n₁ die Brechzahl des dichteren und n₂ die des dünneren Mediums ist.
Wie lautet die Linsengleichung (Abbildungsgleichung) für dünne Linsen?
Rückseite
1/f = 1/g + 1/b mit Brennweite f, Gegenstandsweite g (positiv bei reellen Objekten) und Bildweite b (positiv bei reellen Bildern).
Was definiert die Brennweite einer Sammellinse?
Rückseite
Die Brennweite f ist der Abstand zwischen Linsenhaupt-ebene und Brennpunkt, in dem parallele einfallende Strahlen nach der Brechung zusammenlaufen.
Welche Bildarten erzeugt eine Sammellinse bei unterschiedlicher Gegenstandslage?
Rückseite
Bei g > 2f: verkleinert, echt, umgekehrt; bei g = 2f: gleich groß, echt, umgekehrt; bei f < g < 2f: vergrößert, echt, umgekehrt; bei g < f: vergrößert, virtuell, aufrecht.
Was für ein Bild erzeugt eine Streulinse unabhängig von der Gegenstandslage?
Rückseite
Eine Streulinse erzeugt stets ein verkleinertes, virtuelles, aufrechtes Bild auf der Objektseite der Linse – die Bildweite b ist nach Vorzeichenkonvention negativ.
Wie berechnet man die transversale Vergrößerung eines Linsenbildes?
Rückseite
Der Vergrößerungsfaktor β = B/G = -b/g; negatives Vorzeichen bedeutet umgekehrtes (reelles) Bild, positives aufrechtes (virtuelles) Bild.
Was besagt die Linsenmacherformel für dünne Linsen?
Rückseite
1/f = (n - 1) · (1/R₁ - 1/R₂) mit Brechzahl n des Linsenmaterials und Krümmungsradien R₁, R₂ der beiden Linsenflächen (Vorzeichenkonvention beachten).
Wie wird die optische Brechkraft einer Linse in Dioptrien definiert?
Rückseite
Die Brechkraft D = 1/f (f in Metern) gibt die Stärke der Lichtablenkung an; Sammellinsen haben positive, Streulinsen negative Dioptrienwerte.
Was ist der Unterschied zwischen sphärischer und chromatischer Aberration?
Rückseite
Sphärische Aberration: Randstrahlen schneiden die Achse näher an der Linse als Paraxialstrahlen. Chromatische Aberration: Brechzahlabhängigkeit der Wellenlänge führt zu farbabhängigen Brennpunkten.
Was besagt das Umkehrprinzip der geometrischen Optik?
Rückseite
Der Lichtweg ist umkehrbar: Wird ein Strahl umgekehrt ausgesendet, durchläuft er exakt denselben Weg in entgegengesetzter Richtung – gilt für Reflexion und Brechung gleichermaßen.