optik

• zweckmäßig zur Beschreibung optischer Phänomene

• Kennzeichnet den Weg des lichtes

• Ersatzobjekt für viel kompliziertere Realität

• Nur innerhalb bestimmter Grenzen möglich

Wenn Licht auf einen Körper trifft, kann es in durchgelassen, reflektiert, gebrochen und absorbiert werden.

- geradliniger Durchgang α = α’  α= Einfallswinkel

- Brechung α ≠ 0°, ß = Brechungswinkel

   Luft (optisch dünn) —> Glas (optisch dicht)

   α > ß —> zum Lot hin gebrochen

   Glas (optisch dicht)—> Luft (optisch dünn)

   α < ß —> vom Lot weg gebrochen

(z.B. Stein, Spiegel)  α = Einfallswinkel  α’ = Reflexionswinkel

• Diffuse —> ungerade Oberfläche

• reguläre —> gerade Oberfläche (Spiegel)

α = α’

Einfallslot, einfallender Strahl reflektierter Strahl liegen in einer Ebene

α = Einfallswinkel

ß = Brechungswinkel

c1 = Lichtgeschwindigkeit in Medium 1

c2 = Lichtgeschwindigkeit in Medium 2

Einfallender Strahl, Lot und gebrochener Strahl liegen in einer Ebene

(bei optisch dicht —> optisch dünn) :

wenn beim ausrechnen des Brechungswinkel error raus kommt weiß man das es einen Totalreflexion ist

Berechnung: arc sin (c1/c2)

• Lichtleitkabel in Mitte des Endoskops ist optisch sehr dicht

• Ummantelung ist optisch dünner

• Licht wird mit Winkel eingestrahlt, der größer als Grenzwinkel ist

↳ Licht wird totalreflektiert - so wird Licht im Kabel geleitet LichtLeitkabel ist in Enoskop eingebaut

↳ so wird Körperinneres beim Endoskopieren beleuchtet

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Der reale Regensensor wird innen an der Frontscheibe des PKW befestigt und arbeitet nach folgendem Prinzip: Das Licht der Sendediode wird über ein Prisma in die Scheibe eingekoppelt, darin weitergeleitet und zur Empfangsdiode geführt.

Die empfangene Lichtmenge hängt von der Regenintensität ab, weil Regentropfen die Totalreflexion an der Glasoberfläche z.T. aufheben.

Ein Elektronikmodul erzeugt aus der Veränderung der Lichtmenge ein Signal zur Steuerung des Wischerbetriebes

Weißes Licht besteht das Licht unterschiedlicher Farben

farbiges Licht = lückenloses Farbband = kontinuierliches Spektrum

Licht kann in Spektralfarben (rot, orange, gelb, grün, blau) zerlegt werden

Erklärung: das verschiedenfarbige Licht wird unterschiedlich stark gebrochen, da es unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit müssen. Diese Eigenschaft nennt man Dispersion

• Sonne steht recht tief im Rücken und wir schauen auf eine Rgenwand —> wir sehen ein Lichtspektrum

• Licht der Sonne wird in den Tropfen einmal reflektiert und anschließend gebrochen

• dabei wird das icht verschiederner Spektralfarben unterschidlich stark abgelenkt und somit sehen wir all die unterschidlichen Farben

Nebenregenbogen: Licht wird dort 2 mal reflektiert

Alexanders Dunkles Band —> Bereich zwischen den beiden Bögen, Infrarot Licht könne wir nicht sehen

Außerhalb der Bögenist ultraviolettes Licht

• Emissionspektrum:

Linienspektrum: Aussendung von Gasen bei geringem Druck z.B. Sonnenatmosphäre

Kontinuierlichesspektrum: und neun in Körpern (fast, flüssig, gasförmig) Unter hohen Druck bei Gasen z.B. Sonnenkern

• Absorptionspektrum:  = schwarze Linien im kontinuierlichen Spektrum

Aussendung von glühenden Körpern mit kühler Gashülle z.B. Sonnenkern + Sonnenatmosphäre

c = λ * f        f = Frequenz (Hz),  λ = Wellenlänge (m),  c = Lichtgeschwindigkeit

Infrarot:

Am roten Ende des sichtbaren Spektrums befindet sich Strahlung im nicht sichtbaren Bereich

Anwendung: Wärmestrahlung —> Infrarotlampe Medizin

Nachweis: Thermometer

ultraviolette Strahlung (UV)

Jenseits das Violetten Endes des sichtbaren Spektrums tritt noch Strahlung im nicht sichtbaren Bereich auf

Anwendung: Keim töten, steigert Abwehrkräfte und bräunt unserer Haut

Nachweis: spezieller Schirm, Florenzschirm

Vermutung: Licht besitzt Welleneigenschaften

Experiment: Licht wird hinter ein Doppelspalt gestellt, das Licht wird dann auf einem Schirm aufgefangen. Dort kann man beobachten dass helle und dunkle Streifen entstehen der hellste nennt man =. Ordnung von dort an wird es immer blasser. Nach dem Maximum 0. Ordnung kommt das Maximum 1. Ordnung etc.

Erklärung: in jedem Spalt kommt es zur Beugung. Licht bei der Balken fällt in den Spaltenbereich nach der Überlagerung kommt es zur Wellenauslöschung bzw. Verstärkung (Interferenz)

Ergebnis: Licht hat Welleneigenschaften

Weißes Licht kann durch Interferenz in seine farbigen Bestandteile zerlegt werden. Dabei entsteht kontinuierlichen Spektren ab der 1. Ordnung

Die unterschiedlichen Lagen der einzelnen farbigen Interferenzstreifen Werden durch die verschiedenen Wellenlängen bedingt

• c = λ * f        f = Frequenz (Hz),  λ = Wellenlänge (m),  c = Lichtgeschwindigkeit

• α = Einfallswinkel

  ß = Brechungswinkel

  =

  c1 = Lichtgeschwindigkeit in Medium 1

  c2 = Lichtgeschwindigkeit in Medium 2

• Totalreflexion

  arc sin (c1/c2)