Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Welches sind 1 Lichtquellen, welches sind 2 beleuchtete Körper? Schreibe die richtige Ziffer in die Kreise. Sonne Autoscheinwerfer Fahrradrückstrahler LCD-Uhr Mond brennende Kerze Kometen Sterne Mars 2. Warum sehen wir Gegenstände auch wenn sie selbst keine Lichtquellen sind? 3. Wie ist es möglich mit bloßem Auge auch am Tag Sterne zu sehen? 4. Erkläre warum es mittags bei bewölktem Himmel dunkler ist als bei wolkenlosem Himmel? 5. Nenne je drei Gegenstände aus Natur oder Technik die a) undurchsichtig b) durchscheinend c) durchsichtig sind 6. Mit einem Versuchsaufbau sollen Kern- und Halbschatten erzeugt werden. Die Lichtquellen sind als punktförmig anzunehmen. a) Konstruiere das Schattenbild und kennzeichne genau die Schattenbereiche. b) Beschreibe den Unterschied zwischen Kern- und Halbschatten. 7. Welche Geschwindigkeit hat das Licht in Luft bzw. im Vakuum? 8. Wie lange braucht Licht von der Erde zum Mond und wieder zurück zur Erde? Gehe von einer Entfernung Erd Mondoberfläche = 380 000 km aus. GP_A0300 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0300) 1 (1) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Gib folgende Zeiten an: a) Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse dreht. b) Zeit, in der die Erde einmal die Sonne umkreist. c) Zeit, in der der Mond einmal die Erde umkreist. 2. Um wen dreht sich die Erde innerhalb von 24 Stunden? 3. Bei welcher Mondphase ist der Mond a) nicht zu sehen b) im Ganzen zu sehen 4. Wie oft kommen Mondfinsternisse etwa vor? 5. Unter welchen Bedingungen kann eine totale Sonnenfinsternis beobachtet werden? Fertige eine Skizze an aus der die Stellung von Sonne, Erde und Mond hervorgeht. Die Schattenzonen müssen erkennbar sein. 6. Zeichne einen Halbmond bei abnehmender Mondphase. 7. Zeichne eine schmale Mondsichel bei zunehmender Mondphase. 8. Das Licht ist in der Lage viele Billionen Kilometer zurückzulegen (Sternenlicht). Warum reicht das Licht einer Taschenlampe nur wenige hundert Meter? 9. Ein 4 cm langer Stab wird von einer punktförmigen Lichtquelle beleuchtet, die 6 cm vom Stab entfernt ist. a) Welche Höhe hat der Schatten des Stabes auf dem Schirm? b) Nun wird die Lichtquelle parallel zum Schirm verschoben. Wie verändert sich die Höhe h des Schattens? Die Zeichnung ist nicht maßstäblich! GP_A0301 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0301) 1 (1) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Wie groß ist die durchschnittliche Entfernung zwischen a) Erde und Sonne? b) Erde und Mond? 2. Wie viele Minuten benötigt das Licht der Sonne bis zur Erde? 3. Zeichne die Stellung von Sonne, Erde und Mond bei Neumond. Färbe die Stellen von Erde und Mond dunkel wo das Licht der Sonne nicht zu sehen ist. 4. Unter welchen Bedingungen kann eine totale Mondfinsternis beobachtet werden? Fertige eine Skizze an aus der die Stellung von Sonne, Mond und Erde hervorgeht. Die Schattenzonen müssen erkennbar sein. 5. Erkläre das Zustandekommen einer a) partiellen Sonnenfinsternis a) partiellen Mondfinsternis 6. Beschreibe mit Hilfe einer Zeichnung, welche Konstellation Sonne, Erde und Mond haben müssen, damit eine partielle Mondfinsternis beobachtet werden kann. Von welchem Standpunkt auf der Erde ist dieses Phänomen zu beobachten? 7. Warum und in welcher Farbe kann man den Mond bei einer totalen Mondfinsternis immer noch sehen? 8. a) Wie oft im Jahr kommt eine totale Sonnenfinsternis auf der Erde höchstens vor? b) Warum sind totale Sonnenfinsternisse in Deutschland viel seltener als in a) 9. Von der Erde aus sieht man stets dieselbe Seite des Mondes (Mondgesicht). Warum ist dies so, obwohl sich doch der Mond um die Erde dreht und sich die Erde auch noch um sich selbst dreht? GP_A0302 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0302) 1 (1) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Wie breitet sich das Licht einer Kerze aus? 2. Ein Beamer wirft auf eine Leinwand ein Bild das von einem Computer erzeugt wird. Warum wird dieses Bild schwächer wenn man den Abstand des Beamers zur Leinwand hin vergrößert? 3. Erkläre mit Hilfe einer Skizze und kurzer Beschreibung, warum eine totale Sonnenfinsternis nur auf einem schmalen Streifen der Erde sichtbar ist. 4. In welcher Mondphase kann es zu einer a) totalen Sonnenfinsternis b) totalen Mondfinsternis kommen? 5. Das unterschiedliche Aussehen des Mondes entsteht im Laufe eines Monats durch die verschiedenen Stellungen von Sonne, Mond und Erde zueinander. In der Zeichnung sind für einen Beobachter auf der Erde verschiedene Positionen dargestellt, die der Mond beim Umkreisen der Erde während eines Monats einnimmt. a) Ordne die Mondphasen A bis H den Stellungen 1 bis 8 des Mondes zu. b) Kennzeichne Neumond und Vollmond und gib an, wo zunehmende und wo abnehmende Mondphasen sind. GP_A0303 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0303) 1 (1) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Zeichne die beiden punktförmigen Lichtquellen ein, die den gezeichneten Schattenraum erzeugen. Benenne die Schattenzonen. 2. Eine Punktlichtquelle beleuchtet einen Körper. Sein Schatten fällt auf einen Schirm. Das Schattenbild wird größer, wenn man den Körper zum Schirm hin verschiebt, den Körper zur Lichtquelle hin verschiebt, den Schirm zum Körper hin verschiebt, den Schirm vom Körper weg bewegt, die Lichtquelle zum Körper hin verschiebt die Lichtquelle vom Körper weg bewegt GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 1 (3) www.mathe-physik-aufgaben.de
3. a) Wie viel Kilometer legt das Licht in einem Jahr zurück (Lichtjahr)? b) Wie weit ist eine Galaxie von der Erde entfernt, wenn ihr Licht 1 Milliarde Jahre braucht um zu uns zu gelangen? 4. Wo und zu welchem Zweck werden Milchglasscheiben eingesetzt. Gib zwei Beispiele an. 5. Zeichne mit Hilfe der Randstrahlen den entstehenden Lichtfleck auf dem Schirm. 6. Licht trifft auf Körper verschiedener Farbe und Oberfläche. Von welchen Flächen wird das Licht überwiegend reflektiert, gestreut, absorbiert? Oberfläche reflektiert gestreut absorbiert weiß schwarz rauh und dunkel glänzend und hell 7. Nenne zwei grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, wie Licht von seinem geraden Weg abgelenkt werden kann. 8. Das Licht einer Taschenlampe zeigt nebenstehenden Verlauf. Kreuze die Ursache an: Die Batterien sind sehr schwach. Das Licht wird durch ein Magnetfeld abgelenkt. Das Licht hat sehr starken Gegenwind. Das Licht verläuft nur geradlinig, die Zeichnung ist unmöglich. GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 2 (3) www.mathe-physik-aufgaben.de
9. Auf dem Kirchberg in Helmbrechts steht inmitten von Bäumen ein Turm. Die Bäume sind in der Zeichnung als schwarze Kreise dargestellt. Die Ansicht ist senkrecht von oben auf den Turm. Sechs Scheinwerfer werden so angebracht, dass mindestens drei von ihnen den Turm direkt anstrahlen. Die Lichtstrahlen gehen jeweils von der Mitte der Kreuze aus. Ermittle aus der Zeichnung ob mindestens drei Scheinwerfer den Turm direkt beleuchten. Zeichne die entsprechenden Lichtwege ein. GP_A0304 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0304) 3 (3) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtausbreitung, Licht u. Schatten 1. Blickt man durch eine sehr saubere dünne Glasscheibe, so ist sie beinahe unsichtbar. Warum ist dies so? 2. Aus der abgebildeten Säule kommen zwei Lichtstrahlen die von einer einzigen Punktlichtquelle stammen. Bestimme den Ort der Punktlichtquelle. 3. Lochkamera a) Beschreibe ihre Wirkungsweise. Skizze! b) Nenne ihre Bildeigenschaften. c) Erkläre Vor- und Nachteile der Blendenöffnung. (große bzw. kleine Öffnung) 4. In einem dunklen Lagerhaus gehen zwei Arbeiter auf Mäusejagd. Mit ihren Taschenlampen (punktförmige Lichtquelle) leuchten sie in die Halle. Fünf Mäuse (durch Kreise dargestellt) wollen sich noch schnell hinter einer Kiste verstecken. Die Arbeiter können nur dann eine Maus erkennen, wenn sie ganz oder teilweise von mindestens einer Taschenlampe direkt angestrahlt wird. Konstruiere die Lichtstrahlen der Taschenlampen, markiere oder benenne Kernund Halbschatten und gib an wie viele Mäuse gesehen werden. GP_A0305 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0305) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
5. Setze dein Kreuz in die richtigen Felder: wird die Mondoberfläche von der Sonne angestrahlt ganz halb garnicht Bei Vollmond Bei Neumond Bei Halbmond Eine Sonnenfinsternis Eine Mondfinsternis gleichzeitig Sonnenund Mondfinsternis kann sich ereignen bei Vollmond Halbmond Neumond garnicht 6. Kreuze richtige Aussagen an: Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Zunehmender Mond entsteht dadurch, daß ein Teil des Erdschattens auf den Mond fällt. GP_A0305 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0305) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Spiegel, Reflexion 1. Gib das Reflexionsgesetz an. Verdeutliche es anhand einer Zeichnung. 2. Welcher Strahl ist das Lot? 3. Zeichne ein Periskop (Grabenspiegel) mit seinem Lichtweg. 4. Ein Spiegel ist drehbar gelagert. Am Drehpunkt trifft ein Lichtstrahl unter 30 (zum Lot) auf den Spiegel. Nun wird der Spiegel um 20 gedreht, während die Richtung des einfallenden Strahls gleich bleibt. Um welchen Winkel hat sich der reflektierte Strahl nun gedreht? 5. Wir betrachten einen Bleistift im Spiegel. Ergänze die Zeichnung mit dem virtuellen Bild des Bleistifts. Zeichne auch den Strahlenverlauf ein. GP_A0306 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0306) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
6. Für Messungen im Gelände werden Winkelspiegel verwendet. Konstruiere den Strahlengang in nebenstehender Zeichnung (Geodreieck). Der Lichtstrahl fällt im Punkt A unter 30 zum Lot auf den Spiegel. Unter welchem Winkel kreuzen sich Einfallsstrahl und Reflexionsstrahl? 7. Auf einem gelben Karton steht OTTO, im Spiegelbild jedoch MOTA. Wie ist dies zu erklären? GP_A0306 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0306) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Spiegel, Reflexion 1. Konstruiere das Spiegelbild nebenstehender Figur mit dem Geodreieck. 2. Je nach Lage von (ebenem) Spiegel, Gegenstand und Beobachter kann das Spiegelbild von einem Gegenstand vertauscht sein: Ο links und rechts Ο vorn und hinten Ο oben und unten Kreuze richtige Aussagen an! 3. Klaus steht vor einem ebenen Spiegel. Sein Spiegelbild das er ansieht zeigt ihn vom Scheitel bis zum Hosengürtel. Klaus entfernt sich nun so 3 m vom Spiegel dass er sich immer noch darin sieht. Wie ändert sich sein Spiegelbild? Begründung! 4. Was versteht man bei einem Spiegel unter einem virtuellen Bild? 5. Was sind a) divergente Lichtbündel / Lichtstrahlen? b) konvergente Lichtbündel / Lichtstrahlen? 6. An welcher Stelle der Wand muss ein Spiegel hängen, damit Luzia von ihrem Auge aus den leuchtenden Kreis K sieht? GP_A0307 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0307) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
7. Angela und Beate können sich nur über den Spiegel sehen. An welcher Stelle des Spiegels sieht Angela ihre Freundin Beate und wo sieht Beate Angela? 8. Von der Stelle P aus soll ein Bild von einer Person betrachtet werden können. Direkt kann die Person das Bild nicht sehen weil ein Schrank dazwischen steht. Konstruiere mit dem Geodreieck die Lage und die Größe eines Spiegels die er mindestens haben muss damit das Bild sichtbar wird. GP_A0307 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0307) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Spiegel, Reflexion 1. Die beiden Gehäuse enthalten Spiegel an denen die gezeichneten Lichtstrahlen umgelenkt werden. Vervollständige die beiden Zeichnungen mit den Spiegeln und dem entsprechenden Strahlenverlauf. Die Größe der Spiegel darf beliebig sein, jedoch so groß, dass sie gut erkennbar sind. 2. Schreibe für die Buchstaben in nebenstehender Abbildung die richtigen Begriffe auf. a b c d e f 3. Oskar möchte sich in einem Spiegel vollständig sehen. Zeichne den Strahlengang und die Mindestgröße des Spiegels ein. GP_A0308 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0308) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
4. Ein ebener Spiegel ist gerade so groß, dass du dein Gesicht noch vollständig darin sehen kannst. Was kannst du tun, damit du mehr von dir im Spiegel siehst? О weiter vom Spiegel entfernen О näher an den Spiegel herangehen О einen größeren Spiegel nehmen О einen kleineren Spiegel nehmen 5. An einer Wand des Zimmers hängt ein Spiegel. Welchen Bereich des Raums kann ein Beobachter im Spiegel sehen der sich im Punkt A aufhält? Markiere den Bereich farbig! Kann der Beobachter von A aus das Bild (zumindest teilweise) im Spiegel sehen? Falls nein, wo könnte der Beobachter hingehen damit das Bild sichtbar ist? Nach О oben О unten О links О rechts 6. Mit einer Laser-Wasserwaage sollen die beiden Säulen S1 und S2 angestrahlt werden. Der Laserstrahl L soll am Spiegel reflektiert werden weil das direkte Anstrahlen nicht möglich ist. Konstruiere den Strahlenverlauf und markiere die Stellen am Spiegel die man mit dem Laser anvisieren muss. GP_A0308 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0308) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Spiegel, Reflexion 1. Unter einer Abdeckung ist ein Spiegel angebracht. Zeichne den Strahlenverlauf bis zum Spiegel und konstruiere seine Lage. Die Länge des Spiegels ist frei wählbar. 2. In einem dunklen abgewinkelten Gang sind zwei Spiegel angebracht. Kann man mit einer Taschenlampe die ein schmales Lichtbündel erzeugt von Punkt 1 aus den Punkt 2 anstrahlen? Begründe deine Antwort mit dem Einzeichnen des Lichtwegs. 3. Warum erscheinen die Spiegelbilder (eines ebenen Spiegels) von Gegenständen im Allgemeinen kleiner als das Original obwohl doch das Spiegelbild genau so groß ist wie der Gegenstand? GP_A0309 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0309) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
4. Von den Positionen A, B und C aus soll mit Hilfe eines ebenen Spiegels ein Gegenstand betrachtet werden. Ist dies in der gegebenen Anordnung uneingeschränkt möglich? Begründe deine Antwort mit Hilfe eingezeichneter Strahlengänge und nimm Stellung falls der Gegenstand nur mit Einschränkungen zu sehen ist. 5. Welche Fahrzeuge haben an der Vorderseite einen Schriftzug in Spiegelschrift und warum ist dieses Wort in Spiegelschrift angebracht worden? GP_A0309 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0309) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtbrechung 1. Nenne die richtigen Bezeichnungen für a) bis g). a) b) c) d) e) e ) f) g) Wie lautet das physikalische Gesetz? 2. Kann ein Lichtstrahl folgenden Verlauf haben? Falls ja, dann setze ein L für Luft und G für Glas an die richtige Seite; Falls nein, schreibe N in die Zeichnung. 3. Ein Lichtstrahl trifft auf die Grenzfläche der beiden Medien Luft und Glas. a) Von welcher Seite kommt das Licht? Zeichne die Richtungspfeile ein. b) Auf welcher Seite ist Luft, auf welcher Seite ist Glas? c) Warum sind drei Linien zu sehen? d) Kennzeichne alle Winkel; gib ihre Namen an. 4. Ein Lichtstrahl fällt unter 60 zum Lot im Punkt A auf eine Glasplatte. Konstruiere den gesamten Lichtweg bis zum Austritt des Lichtstrahls aus der Glasplatte. (Brechungswinkel Luft - Glas: 35 ) GP_A0311 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0311) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
5. Robinson möchte mit seinem Speer im 1m tiefen aber ruhigen Wasser einer Lagune auf Fischfang gehen. Ein Fisch, den er am Meeresboden sieht, soll in seiner Bratpfanne enden. Robinson wirft einen Speer in Blickrichtung zum Fisch ins Wasser. Zeichne den Fisch dort ein, wo er sich a) tatsächlich aufhält b) scheinbar befindet Brechungswinkel Luft-Wasser: 30 c) Welchen Vorteil hätte Robinson gehabt, wenn er mit einer Laserharpune auf Fischfang gehen könnte? 6. Auf einen halbzylindrischen Glaskörper fallen drei schmale und parallele Lichtbündel so, dass sie sich genau im Mittelpunkt der Kreislinie treffen. Skizziere jeweils den Verlauf der Lichtbündel im und außerhalb des Glaskörpers. Begründe dein Ergebnis. Brechungswinkel Glas Luft: 52 GP_A0311 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0311) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtbrechung 1. Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser kann auftreten, wenn der Lichtstrahl О flach auf die Grenzfläche trifft О steil auf die Grenzfläche trifft О aus dem Wasser kommt О ins Wasser eintritt О zwischen Luft und Wasser gibt es keine Totalreflexion О Totalreflexion tritt immer auf, ganz gleich woher das Licht auf die Grenzfläche trifft 2. Beschreibe mit eigenen kurzen Sätzen die Bedingungen für eine Totalreflexion? Wie groß ist in diesem Fall der Grenzwinkel beim Übergang Glas / Luft? 3. Nenne zwei Beispiele für das Auftreten einer Totalreflexion. 4. Parallele Lichtstrahlen fallen jeweils bei A auf einen Glaskörper und treten bei B wieder aus. Zeichne die beiden (jetzt noch verdeckten) Glaskörper. 5. Ein sehr schmales paralleles Lichtbündel trifft unter 20 auf ein Glasprisma. Konstruiere (Geodreieck) den genauen Lichtweg durch das Prisma. Der Brechungswinkel beträgt 12. GP_A0312 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0312) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
6. Konstruiere (Geodreieck) den genauen Verlauf des Lichtwegs durch das Glasprisma. Trage auch die Beträge der Einfalls- / Reflexionswinkel in die Zeichnung ein. Lichtanteile, die reflektiert werden, zeichne als Strichlinie. Nutze das gegebene Diagramm zur Bestimmung des Brechungswinkels. 7. Ein Lichtbündel trifft schräg auf einen Glaskörper. Was kann mit diesem Lichtbündel passieren? 8. Zeichne den typischen Lichtverlauf an einem Umkehrprisma (Reflexionsprisma) und beschreibe diesen (Brechzahl Luft / Glas: 45 / 26 ). GP_A0312 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0312) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtbrechung, Linsen 1. Trage die durch Buchstaben markierten Begriffe für eine (dünne) Sammellinse ein. b g m o B F f k n p G M 2. a) Was ist der Brennpunkt, was ist die Brennweite einer Sammellinse? b) Erkläre den Begriff Brennebene einer Sammellinse. c) Ein paralleles Lichtbündel trifft auf eine achsensymmetrische Linse mit der Brennweite f 2,5 cm. Um welchen Linsentyp handelt es sich hierbei? 3. Erkläre mit knappen Sätzen den Unterschied zwischen einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse. 4. Nenne Unterschiede zwischen reellen und virtuellen Bildern. Wann entsteht ein reelles und wann ein virtuelles Bild bei einer Sammellinse? GP_A0313 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0313) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
5. Welchen Einfluss auf die Brennweite einer bikonvexen Sammellinse hat die Krümmung ihrer Oberflächen? 6. Bei zwei äußerlich identischen Sammellinsen ist jedoch die Brennweite unterschiedlich. Welchen Grund könnte es geben? 7. In nachfolgender Abbildung sind mehrere Linsenformen im Schnitt dargestellt. a) Welche Linsentypen wirken als Sammellinsen, welche als Zerstreuungslinsen? b) Weise jeder Linsenform den richtigen Begriff zu: plankonvex, plankonkav, bikonvex, bikonkav, konkavkonvex, konvexkonkav GP_A0313 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0313) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtbrechung, Linsen 1. Konstruiere das Bild des Punktes A und benenne die verwendeten Strahlen. 2. Bei der Abbildung durch eine dünne Sammellinse sind gegeben: G 3 cm, g 7 cm, f 2 cm Bestimme durch exakte Konstruktion die Werte für die Bildgröße und Bildweite. 3. Konstruiere das Bild mit Hilfe von Parallel- und Brennpunktstrahlen. Vervollständige die Beschriftung mit b, f, g und B. 4. Ein leuchtender Körper K ist zunächst mehr als die doppelte Brennweite von einer Sammellinse entfernt. Der Körper nähert sich nun der Linse an, bis die Gegenstandsweite g gerade noch etwas größer ist als die einfache Brennweite f. Wie bewegt und verändert sich das von der Sammellinse erzeugte Bild bei diesem Vorgang? Beschreibe folgende Zustände: a) g > 2 f b) 2 f > g > f GP_A0314 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0314) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
5. Ein Gegenstand G wird durch die symmetrische Sammellinse auf das Bild B abgebildet. Konstruiere die Brennpunkte der Linse. Trage b, f und g ein. 6. Zwei Sammellinsen L1 und L2 mit den Durchmessern d1 50cm, d2 40cm, f1 20cm, f2 10cmstehen 60 cm voneinander entfernt. Bestimme den Ort einer leuchtenden Kugel, damit 20 cm hinter L2 (Linse 2) und 15 cm unterhalb der optischen Achse ein reelles Bild der Leuchtquelle entsteht. Löse die Aufgabe durch eine Konstruktion im Maßstab 1:10. 7. Auf eine Sammellinse fällt ein achsparalleles Lichtbündel mit kreisförmigem Querschnitt und Durchmesser d. Hinter der Linse wird ein Schirm so weit verschoben, bis sich auf ihm eine leuchtende Kreisscheibe des Durchmessers d abbildet. Der Abstand Linse Schirm sei a. Wie groß ist die Brennweite der Linse? Fertige eine entsprechende Skizze an. GP_A0314 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0314) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - Lichtbrechung, Linsen 1. Vervollständige die nachfolgenden Sätze, sodass sich eine sinnvolle physikalische Aussage ergibt. a) Sieht man mit einer Sammellinse nur ein virtuelles Bild, so befindet sich der Gegenstand b) Ist der Gegenstand sehr weit von der Linse entfernt, so erhält man auf dem Schirm c) Verkleinert man die Bildweite, so bedeutet dies für die Gegenstandsweite, d) Das Bild ist ebenso groß wie der Gegenstand, wenn dieser e) Erhält man ein vergrößertes, reelles Bild, so befindet sich der Gegenstand f) Ist das Bild genauso weit von der Linse entfernt wie der Gegenstand, so erhält man g) Ist der Gegenstand von der Linse genau die doppelte Brennweite entfernt, so ist das Bild 2. Anna bildet mit Hilfe einer Sammellinse der Brennweite f 40cm einen leuchtenden Gegenstand scharf auf einem Schirm ab. Dabei ist die Bildweite kleiner als die Gegenstandsweite. Gib mit Hilfe von Ungleichungen an, für welche Werte von g und b dieser Fall möglich ist. 3. a) Gegeben ist eine Lampe und ein Schirm im Abstand von 60 cm. Wo muss man eine Sammellinse platzieren und welche Brennweite muss die Linse haben, damit auf dem Schirm ein Bild der Lampe ebenso groß ist wie die Lampe selbst? b) Die Linse wird nun 5 cm zur Lampe hin verschoben. Um auf dem Schirm weiterhin ein scharfes Bild erhalten muss auch der Schirm verschoben werden. Beschreibe in kurzen Sätzen alles über Art und Lage des nun entstandenen Bildes. 4. Weshalb nennt man konkave Linsen auch Zerstreuungslinsen? Wie sind diese zu erkennen? 5. Zeichne in die Skizze jeweils einen Brennpunktstrahl und einen Mittelpunktstrahl ein. Beschreibe deren Verlauf. GP_A0315 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0315) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
6. Ein achsenparalleles Lichtbündel fällt auf eine Zerstreuungslinse und wird an ihr gebrochen. Zeichne in die nebenstehende Skizze den Verlauf von mindestens fünf Lichtstrahlen und beschrifte die Skizze. 7. Gegeben ist eine Zerstreuungslinse. a) Konstruiere den weiteren Verlauf der Lichtstrahlen und. b) Konstruiere den Strahlengang eines Lichtstrahls, der nach der Linse durch den Punkt T verläuft. GP_A0315 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0315) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
Optik - das Auge des Menschen 1. Benenne mindestens 6 Teile des Auges. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. Erkläre die Funktion folgender Teile des Auges: a) Linse b) Netzhaut c) Iris mit Pupille 3. Die nebenstehende Skizze zeigt einen Augapfel, bei dem sich die parallel eintreffenden Lichtstrahlen nicht auf der Netzhaut treffen weil der Augapfel zu lang ist. a) Um welche Art der Fehlsichtigkeit handelt es sich hierbei? b) Mit welchem Linsentyp könnte man den Fehler korrigieren? 4. Was versteht man beim menschlichen Auge unter Akkomodation? Was geschieht dabei im Auge? GP_A0316 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0316) 1 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de
5. Beschreibe die beiden Ursachen der Weitsichtigkeit beim menschlichen Auge. Wie kann man die Auswirkung der Weitsichtigkeit beheben? Wie groß ist die Brennweite einer Linse mit der Angabe 4,0 dpt? 6. Ist das Bild auf der Netzhaut eines menschlichen Auges - seitenverkehrt? - kopfstehend? - Beides, also seitenverkehrt und kopfstehend? GP_A0316 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0316) 2 (2) www.mathe-physik-aufgaben.de