PHYSIK OPTIK. Die Optik befasst sich mit dem Licht. Licht entsteht durch WELLEN. Lichtquellen können sein: Unser Auge kann eine Bandbreite von:
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- Axel Pfeiffer
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1 PHYSIK OPTIK Die Optik befasst sich mit dem Licht. Licht entsteht durch WELLEN. Lichtquellen können sein: Unser Auge kann eine Bandbreite von: 380nm bis 780nm 384THz bis 789Thz Hertz ist das Mass von Schlägen pro Sekunde. 1 Hertz
2 7 Hertz 1 Hertz = 1 Schlag pro Sekunde 1 Kilohertz = 1000 Schläge pro Sekunde 1 Megahertz = 1 Million Schläge pro Sekunde 1 Gigahertz = 1 Milliarde Schläge pro Sekunde 1 Terahertz = 1Billion Schläge pro Sekunde (Abkürzung für Terahertz THz. Wir kennen heute (Aug. 2016) 3 verschiedene elektrische Lichtquellen: Glühlampe: [Zeichnung] Die Glühlampe wandelt nur etwa 5% der Energie in Licht um. 95% der Energie wird in Wärme verwandelt nützt nichts. Ihre Lebensdauer ist etwa 2000 Stunden. Man entsorgt sie im Hausmüll.
3 Halogenbirne: Ein Raum ist mit einem Gas gefüllt, das bei Stromfluss leuchtet. Gas, das leuchten kann heisst Halogen. Halogenlampen werden sehr heiss. Sie ertragen wenig Anzünd- / Ablöschzyklen. Lebensdauer beschränkt. Wird (wurde) meist in Autolichtern eingesetzt (Xenon). Energiesparlampe: 75% der Energie wird in Wärme umgewandelt. 25% der Energie erzeugt Licht. In allen Formen anwendbar (Stangenlampe, Gewindelampe, Werbung). Erzeugt nicht sofort nach dem Start das volle Licht. Lebensdauer: 6000 Stunden. Nicht ideal bei vielen Zyklen. Entsorgung: Nicht in den Müll werfen / Recyclinghof / Verkaufsstelle.
4 LED: Man nennt sie auch Leuchtdiode. Energieverlust durch Wärmeentwicklung: <1%; >99% Lichtausbeute. Leuchtet länger als 50`000 Stunden. Entwickelt immer gleich zu Beginn volle Lichtstärke. Zyklen verkürzen die Lebensdauer nicht. Verbrauchen nur etwa 3 Watt Strom. Entsorgung: Hausmüll. Einige sind nicht dimmbar (dimmen = Helligkeit stufenlos verändern / langsam verdunkeln). Diffuses direktes Licht Diffuses Licht: schummeriges, indirektes Licht, das nicht blendet. Räume werden manchmal indirekt beleuchtet diffuses Licht.
5 Lampenschirme machen aus dem direkten ein diffuses Licht. Man sieht die Quelle nicht direkt. Direktes Licht: klares, starkes Licht. Blendet. Lichtquelle ist gut sichtbar. Farben kommen sehr gut zur Geltung. Bleicht Farben aus. Helligkeit: Die Ausstrahlung des Lichtes (Helligkeit) wird in LUMEN (lm) gemessen. Früher waren es Candela. Kleiner Raum braucht zum Lesen 300 Lumen. Mittlerer Raum braucht 700 Lumen. Klassenzimmer braucht 3000 Lumen. Lumen ist eine SI Einheit. Es ist wichtig, beim Kauf eines Leuchtmittels immer auf die Lumen zu achten. Tabelle zum Vergleich:
6 Farben: Farben sind durch verschieden lange Wellen erzeugt. Die Frequenz (wie viele Schläge pro Sekunde) der einzelnen Farben sieht man in der beigelegten Tabelle. Wir Lebewesen nehmen die Farben (und das Licht) mit den Augen wahr. [Augenbild mit Erklärungen] Das Auge funktioniert gleich wie die Kamera: [Bild Kamera] Wenn man einen Gegenstand farbig sieht, werden alle anderen Farben von diesem Gegenstand aufgesaugt, nur die sichtbare wird zurück geworfen. [Zeichnung Farben Wandtafel] gelb blau grün werden aufgesaugt, rot wird zurück geworfen (reflektiert) die Fläche ist rot Alle Farben werden aufgesaugt schwarz. Alle Farben werden reflektiert weiss
7 Farben und ihre Bedeutung: Dazu haben wir ein Blatt. Spiegelung Ein handelsüblicher Spiegel ist so aufgebaut: Bei optischen Geräten ist die Silberschicht auf der Glasscheibe drauf, damit das Glas die Lichtstrahlen nicht verfälscht (Regenbogenfarben). Regel der Spiegelung: EINFALLSWINKEL GLEICH AUSFALLSWINKEL Einfallswinkel α = Ausfallswinkel β
8 α = β Bei der Spiegelschrift ist alles verkehrt. Mein Name geht so: NAME Anwendungen: Rückspiegel bei Auto und Motorrad: ACHTUNG: Es gibt bei den Fahrzeugen tote Winkel. In dieser Position sieht mich der Fahrer nicht.
9 Unübersichtliche Einmündung Bei unübersichtlichen Stellen wird ein Spiegel aufgestellt, mit dem man um die Ecke sehen kann. Unübersichtliche Stellen im Raum:
10 Bei Gestellen oder unübersichtlichen Treppen (im Berner Rathaus) kann man um die Ecke sehen. Licht in Kellerräume bringen: Das Periskop Man kann hinter einer Mauer stehen und die Umgebung beobachten.
11 Anwendung: U-Boot, Panzer, Armee, Sicherheit bei heiklen Orten (Bank), Kasse beim Grossverteiler. Hohlspiegel Der Hohlspiegel heisst Konkavspiegel. Die Lichtstrahlen treffen sich in einem Brennpunkt. (Jeder Konkavspiegel hat einen Brennpunkt). Anwendungen: Parabolantenne: Bündelt die Strahlen, die vom Satelliten kommen auf einen Punkt bessere Qualität.
12 Scheinwerfer: Das sich allseitig ausbreitende Licht wird in eine Richtung gelenkt. Kraftwerk: Eine Hausfassade (z.b. in Frankreich) ist so gebaut, dass eine Seite wie ein Hohlspiegel wirkt. Im Brennpunkt wird Wasser erwärmt, das dann eine Turbine antreibt, die Strom produziert.
13 Kochen: Man kann in den Brennpunkt eines Hohlspiegels einen Topf stellen. Der Inhalt des Topfes wird dann erhitzt. Olympisches Feuer: Das Feuer jeder Olympiade wird in Olympia (Griechenland) entfacht und dann zum Austragungsort transportiert.
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