Fragen / Aufgabenlösungen zur Physik 7 - Applets

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Aufgaben Seite 31

  1. Löse die Aufgabe wie die Aufgaben 2. und 4. auf Seite 29. Setze den Lichtweg aus zwei Übergängen von Luft nach Glas und von Glas nach Luft zusammen. Denke an die verschiedenen aber zusammenhängenden Brechzahlen. Als Hilfe kann auch die dynamische EUKLID-Konstruktion (Euklid-Rev. > 2.6) dienen. Die blauen Punkte im Konstruktionsblatt kann man mit der Maus ziehen. Man kann dadurch die Breite und Dicke der planparallelen Platte verändern, ferner den Einfallswinkel und ersten Zielpunkt auf dem dichteren Medium.

  2. Wenn man senkrecht zur Glasplatte schaut, sieht man die Gegenstände an ihrem richtigen Ort. Auch in Schräglage sieht man den Gegenstand in seiner richtigen Gestalt.

  3. An der planparallelen Platte wird das Licht nur parallelversetzt, die grundsätzliche Richtung stimnmt, der Gegenstand wird auch nicht verzerrt. Am Prisma vermutet man den Gegenstand in einer ganz anderen Raumrichtung. Der Gegenstand wird verzerrt, es treten farbige Ränder auf. In beiden Fällen jedoch befindet sich der Gegenstand an einem anderen Ort als man ihn zu sehen meint.

  4. Für diesen Versuch der die Gesamtablenkung δ in Abhängigkeit von der optischen Dichte ermittelt braucht man verschiedene Prismen verschiedener bekannter optischer Dichte mit dem gleichen brechenden Winkel, durch die man den Lichtstrahl stets symmetrisch durchgehen lässt. Gemessen wird jeweils die minimale Gesamtablenkung δ. Die dynamische Konstruktion am Prisma (nicht mit Euklid-Rev.# 2.5!) erlaubt die Abhängigkeit im Modell zu erforschen. (Geg. falls muss beim ersten Aufruf die Endung ".geox" mit dem Programm "Dynageo-Euklid" verbunden werden.) Der Strahlverlauf muss symmetrisch sein, weil nur dann die Gesamtablenkung minimal und somit eindeutig bestimmt ist. Richte also den einfallenden Strahl jeweils so ein, dass er das Prisma symmetrisch durchdringt. Nun kannst du für verschiedene optische Dichten die Gesamtablenkung δ ablesen und in einem Diagramm darstellen.

    opt. Dichte gegen Luft 1,00 1,15 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40
    Gesamtablenkung delta(°) 0,00 7,00 10,00 15,00 20,00 26,00 32,00 38,00 44,00 50,00 57,00 65,00 73,00 83,00 95,00

    Mit steigender optischer Dichte nimmt die Gesamtablenkung zu, da die Richtungsänderung des Strahls an beiden Grenzschichten mit steigender optischer Dichte jedes Mal in gleicher Richtung zunimmt.

  5. Das Licht von Gegenstandspunkten wird durch die unregelmäßige Oberfläche in verschiedene Richtungen gelenkt und mit dem Licht von anderen Gegenstandspunkten vermischt. Wir nehmen das als Verzerrung des hinter der Glasplatte liegenden Gegenstands wahr. Sonnenlicht, das durch solche Scheiben fällt, erzeugt eine "weiche" Beleuchtung ohne Schatten.

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