7.) Optik 1.: Eigenschaften des Lichtes, das elektromagnetische Spektrum, Geometrische Optik: Lichtstrahl, fermatsches Prinzip, Reflexion und Brechung, Brechzahl, Totalreflexion mit Anwendung Flashcards
<p>Optik: Defintion</p>
<p>Eigenschaften von elektromagnetischen Strahlen im sichtbaren Bereich beschreibt</p>
<p>Optik: Einteilung in</p>
<p>1)<em>Geometrische Optik:</em> optische Geräte</p>
<p>Abmessungen sind groß gegen über Wellenlänge</p>
<p>2)<em>Wellenoptik:</em></p>
<p>Abmessungen sind klein gegenüber Wellenlänge</p>
<p>Wellencharakter des Lichts führt zu Erscheinungen wie Beugung und Interferenz</p>
<p>3)<em>Quantenoptik:</em></p>
<p>Teilchencharakter des Lichts</p>
<p>Elektromagnetisches Spektrum:</p>
<p>Ionisierend alles kurzwellige (Gamma, Röntgen UV)</p>
<p>Sichtbarer Bereich 380 – 780 nm</p>
<p>Nichtionisierend alles langwellige (Infra, Mikro, Radio)</p>
<p>Licht</p>
<p>Em-Welle geradlinige Ausbreitungsrichtung c –Transversal, braucht kein Medium</p>
<p>Im Vakuum<em> c = 3* 108 m/s</em></p>
<p>Eigenschaften</p>
<p>Antike: Sehstrahlen vom Auge weg tasten Gegenstände ab</p>
<p>Heute: Teilchen Wellenmodell</p>
<p>Geometrische Optik</p>
<p>Lichtstrahl als Modell</p>
<p>1) Geradlinige Ausbreitung des Lichtes</p>
<p>2) Lichtwege sind umkehrbar</p>
<p>3) Kreuzende Lichtstrahlen beeinflussen sich nicht</p>
<p>Fermatsche Prinzip</p>
<p>Ausbreitung von Licht verläuft so dass Zeit minimal ist</p>
<p><u>Beispiel:</u> Hund und Weg</p>
<p>Reflexion des Lichtes</p>
<p>Einfallswinkel = Ausfallswinkel am Einfallslot</p>
<p><u>Beispiel:</u> Mond am Wasser</p>
<p>In Wirklichkeit: Niemals so weil immer egal was raue Oberfläche hat</p>
<p>Brechung: Brechzahl: </p>
<p>Eigenschaft von einem Gegenstand gibt an um welchen Faktor das Licht gebrochen wird im Vergleich zum Vakuum</p>
<p>Im Vakuum 1 dannach nur größer, die Absolute Brechzahl kann also nie kleiner als 1 sein</p>
<p>Wenn von optisch dünneren n1 ins optisch dichtere n2, dann zum Lot hin gebrochen (zb. Luft und Glas) n1 n2</p>
<p><em>Vom optisch dichteren ins optisch dünnere, dann vom Lot weg gebrochen (Wasser Luft)</em></p>
<p>Dabei gilt das Snellius-Brechungsgesetz: wobei n21 = relative Brechzahl</p>
</p>
<p>Totalreflexion</p>
<p>Wenn ein Grenzwinkel erreicht wird geschieht Totalreflexion</p>
<p>Die Stoffe müssen 1. Nicht absorbierend sein 2. Einen unterschiedlichen Brechungsindex haben</p>
<p>Der Strahl muss vom optisch dichteren ins optisch dünnere fallen</p>
<p>Strahl müsste laut Snellius Brechungsgesetz größer als 90° werden. àNicht möglich →Total Reflektiert</p>
<p><u>Beispiel in der Anwendung:</u></p>
<p>Lichtleiter</p>
<p>→ Bei der Endoskopie durch Gasfasern, keine Schädigung des Gewebes</p>
<p>→ Faseroptik diese Spieldinger</p>
<p>→ Informationsübertragung</p>
<p>Verweis zum Refraktometer → Snelliuskreis</p>
<p>Dispersion und Prisma</p>
<p>Weißes Licht wird zerlegt in ein Farbenspektrum</p>
<p>Die Wellenlänge ist abhängig von der Brechzahl </p>
<p>Dabei wird blau weil kurzwellig stärker gebrochen wie Rot:</p>
<p>In Farben zerlegtes Licht lässt sich auch wieder bündeln durch ein 3. Prisma in weißes Licht</p>
<p>An einem Prisma werden die Strahlen zweifach gebrochen</p>
<p>Monochromator: </p>
<p>Gerät welches aus polychromatischen Licht monochromatisches zerlegt und aussendet</p>
<p>Verwendung: Spektrophotometer: Polychromatisches Licht, Monochromator, Lichtdetektor (Photodiode)</p>
<p><em>Aufbau: </em>Lichtquelle, Monochromator, beitungsmaxima 1. Ordnung: Austrittsspalt, Messprobe, Detektor</p>
<ul>
<li>Kann immer nur ein Wellenbereich ausgewählt werden, durch gitter, Austrittspalt</li>
<li>Abstandsänderung zwischen Gitter Prisma und Austrittspat erhöht die Genauigkeit</li>
</ul>
