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Physik - Strahlenoptik
r /
Brechungsgesetz
Optisch dünner - Ausbreitungsgeschwindigkeit größer
Optisch dichter - Ausbreitungsgeschwindigkeit kleiner
c1 / c2 ... Ausbreitungsgeschwindigkeiten
optisch dünn > dick - Brechung zum Lot hin
optisch dick > dünn - Brechung vom Lot weg
sin α / sin β = c1 / c2
GüBe: tatsächlicher Übergang ( α ≠ 0 || c1 ≠ c2)
Zeichnerische Darstellung
Je größer g, desto kleiner b!
Je kleiner g, desto größer b!
Rechnerisch (Linsengleichung)
f = g ×b ÷ g + b
g = b ×f ÷ b - f
b = g ×f ÷ g - f
GüBe: Dünne Linse (Dicke sehr viel kleiner als Durchmesser)
Totalreflektion___
ab bestimmten Einfallswinkel α (Grenzwinkel der Totalreflektion - hängt vom Material ab)
beim Übergang von opt. dicht zu opt. dünn à Totalreflektion
ALLES Licht wird total reflektiert
sin β = 90° = 1 à sin α = c1 / c2
Bildentstehung an Sammellinsen
g > 2f
verkleinert
f < b < 2f
g = 2f
gleich groß
b = 2f
f < g < 2f
vergrößert
b > 2f
Physik - Wellenoptik
Grenzen des Modells Lichtstrahl
Modell Lichtstrahl: - Veranschaulicht & kennzeichnet Weg des Lichts
- Es handelt sich um Lichtbündel, welche zu einem Strahl
zusammengefasst werden
- Keine Erklärungsmöglichkeit für Beugungs- und Inteferenzerscheinung
à Licht hat Welleneigenschaften
daher bedarf es mehrerer Modelle
Beugung und Inteferenz von Licht am Doppelspalt_____
Beugung: Ausbreitung einer Welle im Schattenraum hinter einem Hindernis.
Interferenz: Überlagerung zweier Wellen die bei Überlagerung 2er Wellenberge zur Verstärkung, bei 2 Wellentälern zur Abschwächung der Welle führt.
à Dadurch entsteht am Doppelspalt farbige Streifen, deren Größe nach außen hin abnimmt.
Dazwischen liegen dunkle Streifen.
Farbzerlegung von Licht________________________________
\"weißes Licht\": besteht aus verschiedenfarbigem Licht, mit unterschiedlichen c, f, Wellenl.
es kann durch Brechung in seine Bestandteile zerlegt werden
à Entstehung eines Spektrums
da die einzelnen Lichtfarben unterschiedlich gebrochen werden!
Unterschiedliche Arten von Spektren
Emissionsspektren
Licht wird von selbstleuchtenden Körpern bzw. Stoffen ausgesendet
Absorptionsspektren
Licht wird von nicht-selbstleucht. Körpern bzw. Stoffen verschluckt
Alle Farben gehen kontinuierlich ineinander über (rot à blau)
Abgeben von glühenden Körpern/Flüssigkeiten/Gasen
Kontinuierliches
Spektrum
Zusammenhängender Ausschnitt aus dem kont. Sp.
Bei Durchgang von weißem Licht durch einen Farbfilter
Einzelne farbige Linien, welche charakteristisch für den jeweiligen Stoff sind
Abgabe von atomaren Gasen unter geringem Druck
Linienspektrum
Schwarze Linien in einem kont. Spektrum, welche charakteristisch für den jeweiligen Stoff sind
Atomare Gase absorbieren genau die Farben, die er selber emitieren würde
( Licht - Gas - Linien)
Gruppen Licht benachbarter Linien, welche charakteristisch für den jeweiligen Stoff sind
Moleküle, organische oder anorganische Verbindungen
Bsp.: Kohlenwasserstoff, Wasserdampf
Bandenspektrum
Gruppen Licht benachbarter Linien die in kont. Stoffen fehlen und welche charakteristisch für den jeweiligen Stoff sind
Durchgang von weißem Licht durch org./anorg. Verbindungen
Bsp.: Chlorophyll
Unsichtbare Strahlungen - das elektromagnetische Spektrum
In einem Spektrum treten neben dem sichtbaren Licht noch weitere unsichtbare
Strahlungen aus.
Das elektromagnetische Spektrum bezeichnet alle Wellen, welche sich auch außerhalb des
sichtbaren Bereichs befinden.
à Frequenz nimmt zu
Technischer
Wechselstrom
Tonfrequenter
Wechselstrom
Hertzsche
Wellen
Mikro-
wellen
Infrarotes
Licht
Sichtbares
Licht
Ultraviolettes
Licht
Röntgen-
strahlung
Kosmische
Strahlung
ß Wellenlänge nimmt zu
Infrarotes und Ultraviolettes Licht im Detail
Infrarote Strahlung
IR
Ultraviolette Strahlung
UV
Lage im Spektrum
Wellenlänge > 700 nm
Jenseits des roten Lichts
Wellenlänge < 400 nm
Jenseits des violetten Lichts
Nachweis
Temperatur nimmt zu je näher man dem roten Ende eines Spektrums kommt
Auch darüber hinaus eine starke Erwärmung spürbar
mit berußten Thermometer, dadurch bessere Absorption der Wärmestrahlung
Spektrum einer Quecksilber-dampflampe
Fluoreszenzschirm wird außerhalb des violetten Lichts zu grünlicher Fluoreszenz erregt
Auftreten/
Erzeugung
Sonnenlicht
Glühlampe
Heiße Gegenstände
Bestandteil der Sonnenstrahlung
Quecksilberdampflampen
Nutzung/
Wirkung
Wärmestrahlung
Datenübertragung
Erzeugung von Vitamin D, gesundheitsfördernd in Maßen
Schädigende Wirkung auf Lebewesen bei zuviel
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