Physik - Optik. Physik. Graz, Sonja Draxler

Transkript

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2 Wir unterscheiden: Geometrische Optik: Licht folgt dem geometrischen Strahlengang! Brechung, Spiegel, Brechung, Regenbogen, Dispersion, Linsen, Brillen, optische Geräte Wellenoptik: Beugung, Interferenz, Welle-Teilchen-Dualismus

3 Geometrische Optik: Reflexion des Lichtes: Diffuse Reflexion: Reguläre Reflexion: Einfallswinkel = Reflexionswinkel

4 Brechung des Lichtes: = Richtungsänderung eines Lichtstrahls beim Übergang in ein anderes Medium entsteht, weil die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes vom Material abhängt; c = km/s im Vakuum

5 Brechung zum Lot: Licht geht von Luft in Wasser Wasser ist optisch dichter als Luft Brechungswinkel ist kleiner als Einfallswinkel In Wasser ist Licht langsamer als in Luft! Brechungsgesetz von Snellius:

6 Brechungsindizes: Maß dafür, wir stark Licht an einer Grenzfläche gebrochen wird Beispiele: Luft 1,00027 Wasser 1,33 Kronglas 1,510 Diamant 2,417

7 Brechung vom Lot: Licht geht von Glas in Luft Glas ist optisch dichter als Luft Brechungswinkel ist größer als Einfallswinkel Totalreflexion: Brechungswinkel wird größer als 90 Lichtstrahl wird reflektiert

8 Planparallele Platte: Lichtstrahl wird parallel verschoben; Größe der Verschiebung abhängig von Material, Einfallswinkel und Dicke der Platte

9 Dispersion des Lichtes: Lichtstrahl wird bei der Brechung in Farben aufgespalten Licht besteht aus verschiedenen Farben mit verschiedener Wellenlänge; Brechung hängt von der Wellenlänge ab

10 Linsen: Durchsichtige Körper, die meist von zwei Kugelflächen begrenzt werden Sammellinsen und Zerstreuungslinsen

11 Sammellinsen: = Konvexlinsen können Lichtstrahlen in einem Punkt zusammenführen

12 Zerstreuungslinsen: = Konkavlinsen lassen Lichtstrahlen auseinanderlaufen; Licht scheint von einem Punkt auszugehen

13 Brennweite und Brennpunkt: Paralleles Licht wird im Brennpunkt F zusammengeführt Die Brennweite f misst die Entfernung des Brennpunktes von der Linse

14 Abbildung mit Linsen:

15 Abbildung mit Linsen:

16 Linsengleichung:

17 Weitere Kenngrößen: Abbildungsmaßstab: Dioptrie: = Brechwert;

18 Reelle und virtuelle Bilder: Reelle Bilder: lassen sich durch einen Bildschirm auffangen z.b. Auge, Kamera, Projektor Virtuelle Bilder: entstehen nur durch die Art unserer Wahrnehmung; lassen sich nicht auf einem Bildschirm auffangen z.b. Spiegelbilder, Lupe

19 Lichtbrechung an einer Linse:

20 Das menschliche Auge:

21 Geometrische Optik: Linsenfehler beim Auge: Kurzsichtigkeit: Brennpunkt liegt vor der Netzhaut Zerstreuungslinse notwendig Weitsichtigkeit: Brennpunkt liegt hinter der Netzhaut Sammellinse notwendig

22 Optische Geräte: Lochkamera Bild ist seitenverkehrt Loch größer Bild heller und unschärfer

23 Optische Geräte: Spiegel Bild scheint hinter dem Spiegel zu liegen Bild ist seitenverkehrt und gleich groß

24 Wellenoptik: Interferenz von Licht Überlagerung von Lichtwellen analog zum Schall Verstärkung und Auslöschung möglich

25 Beugung von Licht: Abweichung von der geradlinigen Ausbreitung umso stärker, je kleiner der Spalt ist