Schriftliche Abschlussprüfung Physik 1994/95
6.1 Ein schmales
Lichtbündel trifft auf einen Winkelspiegel (siehe Skizze) und wird reflektiert.
6.1.1 Übernehmen Sie die Skizze! Zeichnen Sie den weiteren Strahlenverlauf bei einem Einfallswinkel von 60°!
6.1 .2 Kennzeichnen Sie einen Einfalls- und den zugehörigen Reflexionswinkel
6. 1.3 Welche Lage nehmen der einfallende und der aus dem Winkelspiegel austretende Strahl zueinander ein?
6.2
Ein schmales einfarbiges Lichtbündel trifft unter einem Einfallswinkel
a1
= 40° auf eine Platte aus Polystyrol
6.2.1 Berechnen Sie den Brechungswinkel beim Übergang des Lichtes in die Platte!
6.2.2 Zeichnen Sie den vollständigen Strahlenverlauf einschließlich des Austritts aus der Platte!
6.2.3 Wie groß muss der Einfallswinkel a1 gewählt werden, damit das Licht an den Oberflächen nicht gebrochen wird?
6.3 Vor einer Sammellinse mit einer Brennweite f = 3 cm
steht in einer Entfernung von 7 cm ein 1,5 cm hoher Gegenstand auf der optischen Achse.
(Als Gegenstand soll ein Pfeil gezeichnet werden, dessen Fußpunkt sich auf der optischen
Achse befindet.)
6.3.1 Konstruieren Sie das Bild des Gegenstandes!
6.3.2 Wie weit ist das Bild von der Linse entfernt?
6.3.3 Vergleichen Sie Bild- und Gegenstandsgröße! Bei welchem optischen Gerät wird diese Art der Bildentstehung genutzt?
6.4 Einfarbiges Licht tritt in der angegebenen Weise in einen schwarzen Kasten, in dem sich ein optisches Bauteil befindet, ein und wieder heraus.
6.4.1 Nennen Sie zwei verschiedene optische Bauteile, die sich im Inneren des Kastens befinden können!
6.4.2 Übernehmen Sie die Skizze!
Zeichnen Sie einen möglichen Strahlenverlauf und das Bauteil ein!
Lösung
Wahlaufgabe 6 Optik
(Bitte beachten
Sie den Hinweis am Ende der Seite)
6. 1. 1 Skizzieren des weiteren
Strahlenverlaufs:
6. 1. 2 siehe Skizze (6. 1. 1)
6. 1. 3 Der einfallende und der aus dem Winkelspiegel austretende Strahl liegen zueinander parallel.
6. 2. 1 geg.: a1 = 40°
c1 = 300000
(Lichtgeschwindigkeit in Luft)
c2 = 189000
(Lichtgeschwindigkeit in Polystyrol)
ges.: b1
Lösung:
Anwendung des Brechungsgesetzes:
Der Brechungswinkel beträgt 23,9°.
6. 2. 2 Zeichnen des
vollständigen Strahlenverlaufs:
6. 2. 3 Der Einfallswinkel a1 muss 0° betragen, d.h. der Lichtstrahl muss senkrecht auf die Oberfläche der Platte treffen, damit das Licht nicht gebrochen wird.
6. 3. 1 Konstruktion
des Bildes vom Gegenstand:
(Maßstab auf dem Millimeterpapier: 1:1)
6. 3. 2 Das Bild ist genau 5,25 cm von der Linse entfernt.
6. 3. 3 Das Bild ist kleiner als der Gegenstand. Diese Art der Bildentstehung wird zum Beispiel beim Fotoapparat oder beim menschlichen Auge genutzt.
6. 4. 1 Im Kasten
können sich befinden:
- ein ebener Spiegel
- eine Zerstreuungslinse
- ein Prisma
6. 4. 2 Zeichnen eines
möglichen Strahlenverlaufs bei Verwendung eines Spiegels:
Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen von Dirk Hein, Freital, und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösungen. Wir freuen uns über jeden Hinweis zur Verbesserung dieser Musterlösungen. Bitte senden Sie uns eine Email, Betreff: Prüfung 1995