7.) Optik 1.: Eigenschaften des Lichtes, das elektromagnetische Spektrum, Geometrische Optik: Lichtstrahl, fermatsches Prinzip, Reflexion und Brechung, Brechzahl, Totalreflexion mit Anwendung, Disperison, mit Anwendung, Monokromator Flashcards Preview

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Flashcards in 7.) Optik 1.: Eigenschaften des Lichtes, das elektromagnetische Spektrum, Geometrische Optik: Lichtstrahl, fermatsches Prinzip, Reflexion und Brechung, Brechzahl, Totalreflexion mit Anwendung, Disperison, mit Anwendung, Monokromator Deck (12)
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1

Optik: Defintion

Eigenschaften von elektromagnetischen Strahlen im sichtbaren Bereich beschreibt

2

Optik: Einteilung in

1)Geometrische Optik: optische Geräte

Abmessungen sind groß gegen über Wellenlänge

2)Wellenoptik:

Abmessungen sind klein gegenüber Wellenlänge

Wellencharakter des Lichts führt zu Erscheinungen wie Beugung und Interferenz

3)Quantenoptik:

Teilchencharakter des Lichts

3

Elektromagnetisches Spektrum:

Ionisierend alles kurzwellige (Gamma, Röntgen UV)

Sichtbarer Bereich 380 – 780 nm

Nichtionisierend alles langwellige (Infra, Mikro, Radio)

4

Licht

Em-Welle geradlinige Ausbreitungsrichtung c –Transversal, braucht kein Medium

Im Vakuum c = 3* 108 m/s

5

Eigenschaften

Antike: Sehstrahlen vom Auge weg tasten Gegenstände ab

Heute: Teilchen Wellenmodell

6

Geometrische Optik

Lichtstrahl als Modell

1)  Geradlinige Ausbreitung des Lichtes

2) Lichtwege sind umkehrbar

3) Kreuzende Lichtstrahlen beeinflussen sich nicht

7

Fermatsche Prinzip

Ausbreitung von Licht verläuft so dass Zeit minimal ist

Beispiel: Hund und Weg

8

Reflexion des Lichtes

Einfallswinkel = Ausfallswinkel am Einfallslot

Beispiel: Mond am Wasser

In Wirklichkeit: Niemals so weil immer egal was raue Oberfläche hat

9

Brechung: Brechzahl: 

Eigenschaft von einem Gegenstand gibt an um welchen Faktor das Licht gebrochen wird im Vergleich zum Vakuum

Im Vakuum 1 dannach nur größer, die Absolute Brechzahl kann also nie kleiner als 1 sein

Wenn von optisch dünneren n1 ins optisch dichtere n2, dann zum Lot hin gebrochen (zb. Luft und Glas) n1 n2

Vom optisch dichteren ins optisch dünnere, dann vom Lot weg gebrochen (Wasser Luft)

Dabei gilt das Snellius-Brechungsgesetz:   wobei n21 = relative Brechzahl

10

Totalreflexion

Wenn ein Grenzwinkel erreicht wird geschieht Totalreflexion

Die Stoffe müssen 1. Nicht absorbierend sein 2. Einen unterschiedlichen Brechungsindex haben

Der Strahl muss vom optisch dichteren ins optisch dünnere fallen

Strahl müsste laut Snellius Brechungsgesetz größer als 90° werden. àNicht möglich →Total Reflektiert

Beispiel in der Anwendung:

Lichtleiter

→ Bei der Endoskopie durch Gasfasern, keine Schädigung des Gewebes

→ Faseroptik diese Spieldinger

→ Informationsübertragung

Verweis zum Refraktometer → Snelliuskreis

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Dispersion und Prisma

Weißes Licht wird zerlegt in ein Farbenspektrum

Die Wellenlänge ist abhängig von der Brechzahl 

Dabei wird blau weil kurzwellig stärker gebrochen wie Rot:

In Farben zerlegtes Licht lässt sich auch wieder bündeln durch ein 3. Prisma in weißes Licht

An einem Prisma werden die Strahlen zweifach gebrochen

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Monochromator: 

Gerät welches aus polychromatischen Licht monochromatisches zerlegt und aussendet

Verwendung: Spektrophotometer: Polychromatisches Licht, Monochromator, Lichtdetektor (Photodiode)

Aufbau: Lichtquelle, Monochromator, beitungsmaxima 1. Ordnung: Austrittsspalt, Messprobe, Detektor

  • Kann immer nur ein Wellenbereich ausgewählt werden, durch gitter, Austrittspalt
  • Abstandsänderung zwischen Gitter Prisma und Austrittspat erhöht die Genauigkeit

Decks in Biophysik 1 Class (28):