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Was versteht man unter Optik?
Die Lehre, die sich mit Licht und dessen Auswirkungen beschäftigt.
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Was ist Licht?
- Licht ist eine Form von Energie und kann mit Wellen und Teilchen (Photonen) erklärt werden.
- Welle–Teilchen–Dualismus
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Was versteht man unter einer Lichtquelle?
Körper, die Licht aussenden.
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Welche Arten von Lichtquellen kennst du? Nenne Beispiele
- natürliche Lichtquellen: Sonne, Lava
- künstliche Lichtquellen: Lampen, Leuchtröhren
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Wie erzeugen Tiefseefische, Glühwürmchen und modernde Bäume Licht und um welches Licht handelt es sich hierbei?
Mit Hilfe von Bakterien erzeugen sie kaltes, schwaches Licht.
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Was versteht man unter Lichtstärke?
Das Maß für die von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtwirkung auf das Auge.
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Einheit der Lichtstärke (l)?
- candela (cd) = lat. Kerze
- 75 Watt bei 220 Volt entspricht 75 cd
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Wovon ist die Beleuchtungsstärke abhängig?
- Entfernung
- Lichtstärke der Lichtquelle
- im Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle umgekehrt proportioniert – bei 2m 1/4
- bei 3m 1/9
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Einheit der Beleuchtungsstärke (E)?
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In welchem Winkel müssen Lichtstrahlen auf eine Fläche aufftreffen, damit diese in max. Anzahl ankommen?
90°
vgl. Wärmestrahlen
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Wie hoch ist die Lichtgeschwindigkeit in Luft und in leeren Räumen?
300 000 km pro Sekunde
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Wie hoch ist die Schallgeschwindigkeit in Luft und in leeren Räumen?
300 m pro Sekunde
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Wie lange braucht ein Lichtstrahl um von der Sonne zur Erde zu gelangen?
- V = s/t
- s = 150 000 000 km2
- t = 8 min 20 sek
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Welche Arten von Schatten kennst du?
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Wovon ist die Größe eines Schattenbildes abhängig?
Die Größe des Schattenbildes ist dem Quadrat der Entfernung direkt proportional.
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Wodurch kommt es zum Wechsel zwischen Tag und Nacht?
Da sich die Erde um die eigene Achse dreht ist jeweils nur eine Hälfte der Erde beleuchtet (Tag), die ander liegt im Schatten (Nacht).
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Wodurch kommt es zu den Mondphasen?
Auch der Mond ist jeweils nur zur Hälfte von der Sonne beleuchtet. Da sicht der Mond in 28 Tagen um die Erde bewegt, ändert sich die Gestalt der für uns sichtbaren Mondfläche.
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Was weißt du über die Mondfinsternis?
- dauert ca. 100 min
- passiert 2-3 mal im Jahr
- Konstellation: Sonne beleuchtet Erde - wirft Schatten in den Weltraum - Mond im Kernschatten (Vollmondstellung)
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Was weißt du über die Sonnenfinsternis?
- Anordnung der Gestirne: Sonne, Mond, Erde
- dauert nur wenige Minuten, da der Mond immer wandert
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Wovon ist die Reflexion des Lichts abhängig?
Lichtstrahlen werden von dunklen Körpern mit matter und rauer Oberfläche absorbiert. Helle Körper mit glatter Oberfläche und Wasserflächen reflektieren das Licht.
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Nach welchen Regeln geschieht die Lichtreflexion?
- α = β Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß.
- Einfallender Strahl, Einfallslot und Reflexionsstrahl liegen in einer, auf dem Spiegel normalen Ebene.
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Welche Arten von Reflexion unterscheidet man?
- Regelmäßige Reflexion:
- Licht wird an ebenen und glatten Flächen reflektiert.
- Unregelmäßige (diffuse) Reflexion:
- Wenn Licht auf unebenen Flächen auftrifft, wird das Licht in alle Richtungen reflektiert.
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Welche Arten von Spiegel kennst du?
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Ebener Spiegel (Planspiegel)
Sphärischer Spiegel (Konkav- und Konvex-Spiegel)
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Wie ist das gespiegelte Bild eines Planspiegels?
- gleich groß wie G
- seitenverkehrt
- virtuell / scheinbar
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Wo entstehen virtuelle Bilder?
Virtuelle Bilder entstehen dort, wo sich die rückwärtigen Verlängerungen der reflektierten Lichtstrahlen schneiden.
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Welche Entfernung muss man auf einem Fotoapparat einstellen, wenn man 2m vor einem Spiegel stehend, sein Spiegelbild fotografieren möchte?
4 m
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Wie viele Bilder erhält man, wenn sich ein Gegenstand zwischen 2 parallelen Spiegel befindet?
unendlich viele (theoretisch)
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Welche Arten von spährischen Spiegel unterscheidet man?
Hohl - (Konkav) - Spiegel –> )
Wölb - (Konvex) - Spiegel –> (
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Was sind sphärische Spiegel?
Kugelflächen, die entweder nach innen oder außen spiegeln.
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Welche drei Strahlen benötigt man zur Bildkonstruktion bei spährischen Spiegel?
- Hauptstrahl
- Brennstrahl
- Parallelstrahl
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Wie verläuft der Hauptstrahl?
Der Hauptstrahl verläuft von der Gegenstandsspitze durch den Krümmungsmittelpunkt bis zum Spiegel und wird in sich selbst reflektiert.
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Wie verläuft der Brennstrahl?
Der Brennstrahl verläuft von der Gegenstandsspitze durch den Brennpunkt bis zum Spiegel und wird von diesem parallel zur optischen Achse (OA) reflektiert.
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Wie verläuft der Parallelstrahl?
Der Parallelstrahl verläuft von der Gegenstandsspitze parallel zur OA bis zum Spiegel und wird von dort durch den Brennpunkt reflektiert.
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Wie ist das gespiegelte Bild eines Konkavspiegels, wenn g > f?
- verkleinert
- seitenverkehrt
- reell
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Wo entstehen reelle Bilder?
Reelle Bilder entstehen dort, wo sich die vom Spiegel reflektierten Strahlen schneiden.
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Wodurch ergeben sich Konstrukitonsungenauigkeiten beim Hohlspiegel?
Parallelstrahlen, die von der optischen Achse weiter entfernt sind, werden nicht genau durch den Brennpunkt F reflektiert.
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Brechungsgesetz
- Tritt ein Lichtstrahl vom optisch dünnerem Medium in ein optisch dichteres Medium, so wird er ZUM Lot gebrochen.
- Tritt der Lichtstrahl von einem optisch dichteren in ein optisch dünneres Medium so erfolgt die VOM Lot.
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Was sind optische Medien?
Optische Medien sind Körper, die lichtdurchlässig sind (Luft, Wasser, Glas, Kunststoff). Bei einer Lichtbrechung von einem optischen Medium ins andere kommt es zu einer Veränderung der Durchgangsgeschwindigkeit des Lichts.
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Was passiert bei einer Lichtbrechung von einem optischen Medium in ein anderes?
Es kommt zu einer Veränderung der Durchgangsgeschwindigkeit des Lichtes.
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Weshalb ist die aufgehende Sonne bereits zu beobachten, obwohl sie sich noch unter dem Sehhorizont befindet?
Beugung des Lichts.
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Wie ist das gespiegelte Bild eines Konkavspiegels, wenn g < f?
- virtuell
- aufrecht
- vergrößert
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Nenne praktische Anwendungen eines Hohlspiegels:
Schminkspiegel, Rasierspiegel, Spiegelteleskope, Ärztespiegel (Auge, Hals, Ohren, Nase)
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Wie breitet sich Licht aus?
Licht breitet sich geradlinig aus.
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Was sind divergente Lichtstahlen?
Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle ausgehen.
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Was sind konvergente Lichtstrahlen?
In einem Punkt zusammenlaufende Lichtstrahlen.
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Wann steht ein Körper im Eigenschatten?
um 12 Uhr mittags am Äquator
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