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Tutorium Physik 2. Optik SS 18 | 2.Semester | BSc. Oec. und BSc. CH
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Themen Fluide Rotation Schwingungen Elektrizität Optik Radioaktivität
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11. Optik - Reflexion | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.1 Einführung Optik: Aufgabe
Wie groß ist ungefähr die Wellenlänge λ von sichtbarem Licht? (Klausurfrage) Ein Lichtstrahl trifft in einem Winkel von 20°auf einen ebenen Spiegel. Nennen Sie das dazugehörige Gesetz. Skizzieren Sie den Verlauf des Lichtstrahls und tragen Sie den Einfallswinkel α und den Ausfallswinkel β ein. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.1 Einführung Optik: Lösungen a. und b.
Das sichtbare Licht liegt in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Das Gesetz ist das Reflexionsgesetz. Es besagt, dass der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist. Lot α β Spiegel | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.2 Spiegelbilder: Aufgabe
Worin liegt der Unterschied zwischen reellen und virtuellen Bildern? Eine Blume steht vor einem Spiegel. Diese soll konstruiert werden. Wie sieht das Bild aus? Konstruieren Sie beispielhaft einen Punkt der Blume. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.2 Spiegelbilder: Lösung a.
Ein virtuelles Bild muss direkt auf die Netzhaut projiziert werden, damit es betrachtet werden kann. Der Bildinhalt ist abhängig von der Position des Betrachters. Ein reelles Bild wird auf einen Gegenstand projiziert und ist unabhängig von der Position des Betrachters. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.2 Spiegelbilder: Lösung b.
b. Das Bild ist aufrecht und spiegelverkehrt. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.3 Kugelspiegel: Aufgabe
A. Sie haben einen Kugelspiegel. Welche Arten von Kugelspiegeln gibt es? Vergleichen Sie die Abbildungseigenschaften der verschiedenen Kugelspiegel Was besitzt jeder Kugelspiegel? B. Konkave Spiegel können verschiedene Bilder erzeugen. Welche Bedingungen müssen für welches Bild herrschen? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.3 Kugelspiegel: Lösung A.
Es gibt konkave (nach innen gekrümmte) Kugelspiegel und konvexe (nach außen gekrümmte) Kugelspiegel. Konvexe Spiegel Konkave Spiegel Objekte werden verkleinert werden vergrößert Bildfeld vergrößert sich verkleinert sich Parallel einfallende Lichtstrahlen werden radial reflektiert sammeln sich im Brennpunkt Brennpunkt hinter dem Spiegel Vor dem Spiegel Jeder Spiegel hat einen Brennpunkt F, eine Brennweite f und eine optische Achse. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.3 Kugelspiegel: Lösung B.
B. Virtuelles, aufrechtes, vergrößertes Bild: Objektweite p kleiner als Brennweite f (p<f) kein Bild: Objektweite p gleich der Brennweite f (p=f) reelles, auf dem Kopf stehendes Bild: Objektweite p größer als Brennweite f (p>f) | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.4 Konkavspiegel: Aufgabe
Ein Konkavspiegel (Hohlspiegel) hat einen Radius von r = 17 cm. Ein Gegenstand steht 15 cm entfernt vor dem Spiegel. Wie groß ist die Brennweite f ? Was für ein Bild entsteht? Wie weit ist das Bild vom Spiegel entfernt? Wann würde ein virtuelles, vergrößertes Bild entstehen? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.4 Konkavspiegel: Lösungen a. und b.
Da f = 1/2 r ⇒ p>f und damit ein reelles auf dem Kopf stehendes Bild | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.4 Konkavspiegel: Lösungen c. und d.
d. Es entstünde ein virtuelles, vergrößertes Bild, wenn p < f. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.5 Abbildung: Aufgabe Ein Gegenstand befindet sich 70 mm von einer Linse entfernt. Eine Linse mit einer Brennweite f = 50 mm soll ein Bild von ihm erzeugen. Berechnen Sie die Bildweite i. (Klausurfrage) | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.5 Abbildung: Lösung | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.6 Konvexspiegel: Aufgabe
Ein Konvexspiegel (Wölbspiegel) hat einen Radius von r = 17 cm. Ein Gegenstand steht 15 cm entfernt vor dem Spiegel. Wie groß ist die Brennweite f? Was für ein Bild entsteht? Wie weit ist das Bild vom Spiegel entfernt? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.6 Konvexspiegel: Lösungen a. und b.
b. Es entsteht ein virtuelles, verkleinertes Bild. (Immer!) | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.6 Konvexspiegel: Lösung c.
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11. Optik - Brechung | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.7 Brechung: Aufgabe Was besagt das Snellius'sche Gesetz? Machen Sie auch qualitative Aussagen. Was ist der Brechungsindex n? Wozu dient ein Prisma? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.7 Brechung: Lösung a. Das Snellius'sche Gesetz ist das Brechungsgesetz. Ein Lichtstrahl wird beim Durchgang von einem in ein anderes Medium mit größerem Brechungsindex zum Lot hin gebrochen. Ein Lichtstrahl wird beim Durchgang von einem in ein anderes Medium mit kleinerem Brechungsindex vom Lot weg gebrochen. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.7 Brechung: Lösungen b. und c.
Der Brechungsindex ist eine Materialkonstante, welche wellenlängenabhängig ist. Er wird mit der Lichtgeschwindigkeit im Material und im Vakuum definiert: Ein Prisma zerlegt Licht in seine Spektralfarben. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.8 Brechung – Rechnung: Aufgabe
Um welchen Winkel wird ein Lichtstrahl gebrochen, wenn er mit einem Einfallswinkel von 35°von Luft in Wasser übergeht? n Wasser = 1,33 | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.8 Brechung – Rechnung: Lösung
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11.9 Streulinse: Aufgabe Konstruieren Sie das Bild eines 1,5 cm großen Gegenstandes, der 5 cm vor einer Streulinse mit einer Brennweite von f = - 2 cm steht. Berechnen Sie die Bildweite. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.9 Streulinse: Lösung a. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.9 Streulinse: Lösung b. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.10 Sammellinse: Aufgabe Konstruieren Sie das Bild eines 2 cm großen Gegenstandes, der 5 cm vor einer Sammellinse mit einer Brennweite f von 3 cm steht. Berechnen Sie die Bildweite i. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.10 Sammellinse: Lösung a. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.10 Sammellinse: Lösung b. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.11 Polarisation: Aufgabe
Was ist polarisiertes Licht? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.11 Polarisation: Lösung Normales Licht schwingt auf mehreren Ebenen. In polarisiertem Licht sind nur Lichtwellen mit einer Polarisationsrichtung enthalten. normales Licht polarisiertes Licht | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.12 Spektroskopie in der Chemie: Aufgabe
In der Chemie untersucht man verschiedene Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Extinktion. Berechnen Sie die Extinktion des Stoffes. | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.12 Spektroskopie in der Chemie: Lösung
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11.13 Küvette: Aufgabe In einer Küvette befindet sich ein gelöster Stoff mit der Konzentration von c = 0,15 mol/L. Die Schichtdicke beträgt d = 10 mm und der dekadisch molare Extinktionskoeffizient ist mit ελ= 1,5 L/(mol•cm) gegeben. Die Messung mit dem Spektrometer ergibt für die Intensität des transmittierten Lichtes einen Wert von Itrans = 5 W/m2. Welche Intensität hat die Wellenlänge des einfallenden Lichtes des Spektrometers? | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.13 Küvette: Lösung | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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11.13 Küvette: Lösung | | Tutorium Physik 2 | Optik | Großmann |
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