Fragen / Aufgabenlösungen zur Physik 7 - Applets

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Aufgaben Seite 35

1. Wären die Glasfasern nicht ummantelt, dann würden sie sich in dem Kabel gegenseitig berühren. An den Kontaktstellen würden dann Licht von der einen Faser in die andere gelangen können, Informationen und Bildinhalte würden verwischt oder gingen verloren. Die optisch dünneren Hüllen um den optisch dichteren Kern können sich ruhig berühren, weil in sie kein Licht eindringen kann. So verhindern sie auch, dass Licht aus der Faser evtl. auch an einer Kunststoffummantelung gestreut und das Lichtsignal dadurch geschwächt würde.
   
   
2. Es muss aus sehr vielen möglichst dünnen Fasern bestehen, von denen jede einen Bildpunkt übertragen kann. Der Glasbogen in Abb. 35.3 ist nicht massiv, sondern aus einigen hundert Fasern zusammengesetzt.

Aufgaben Seite 37

1. Das Glasduplikat funkelt nicht wie der echte Diamant. Das liegt daran, dass an den Fassetten das einfallende Licht weniger totalreflektiert sondern in dem Betrachter abgewandte Richtungen gebrochen wird.
   
   
2. Wie in Frage 1. wird das Licht in Abb. 37.2 b) und c) nicht zum Betrachter reflektiert sondern in andere Richtungen abgelenkt. Die Steine erscheinen stumpf und glanzlos, sie wirken wie Duplikate.
   
   
3. Je flacher man auf den Wasserspiegel schaut, desto deutlicher ist der Knick, weil dann der Brechungswinkel besonders groß wird. Der Stab erscheint nach oben geknickt, weil das Gehirn den Gegenstand in rückwärtiger Verlängerung der Lichtstrahlen vermutet, die vom Gegenstand ausgehen. Dass die Lichtstrahlen in Wahrheit geknickt sind, registrieren weder Augen noch Gehirn.
   
   Blau = Wasserspiegel, weiß = Einfallslot, rot = Lichtweg, rot gestrichelt = scheinbarer Lichtweg
   
4. Weil es dann nicht zu deutlich ausgeprägten Luftschichten mit unterschiedlicher Temperatur und damit unterschiedlicher optischer Dichte kommen kann.
   
   
5. Die optische Dichte der Atmosphäre steigt je näher man dem Boden kommt. Daher werden Lichtstrahlen, die streifend in die Lufthülle einfallen wie in Abb. 36.3 gekrümmt. Das Licht kann daher bei sauberer Atmosphäre um die Erdkrümmung herum über den Horizont gebogen werden, über den ein Beobachter eigentlich in gerader Linie nicht schauen kann. Sagen über Geisterschiffe, die über den Himmel gefahren sein sollen haben in dieser Erscheinung ihre physikalische Grundlage.
   
   
6. Er sieht die Sterne genau dort wo sie sind, auch wenn er gegen den Horizont schaut im schwarzen Himmel egal ob es Tag oder Nacht ist. Es gibt kein Morgen- und Abendrot und auch keine Abplattung der Sonne am Horizont. Der Grund ist die fehlende Lufthülle, an der das Licht gestreut oder gebrochen werden könnte.
   
   
7. Der Lichtstrahl muss senkrecht auf die Basis oder einen der Schenkel des gleichschenklig rechtwinkligen Prismas treffen, damit er an den weiteren Flächen totalreflektiert werden kann. Das setzt allerdings voraus, dass das Glas, aus dem das Prisma besteht einen Grenzwinkel von weniger als 45° aufweist. Eine weitere Möglichkeit der Totalreflexion ist dann gegeben, wenn der Lichteinfall parallel zur Basis erfolgt. Das Licht wird dann an den Schenkeln gebrochen und an der Basis total reflektiert.
   Das Licht wir nur gebrochen, wenn einer der 45° Winkel der brechende Winkel des Prismas ist und das Licht schräg auf die Grenzschicht trifft. Als Zeichnung dient die EUKLID-Konstruktion (Rev. 2.5c zeigt falsch an, Version 2.7 macht's richtig).
   
   
8. Weil man den Stein an einer anderen Stelle sieht, das um so mehr, je flacher man auf den Wasserspiegel sieht. Begründung und Abb. siehe Antwort zu Aufgabe 3.