Physik_2.Semester at Duale Hochschule Baden-Württemberg | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Physik_2.Semester an der Duale Hochschule Baden-Württemberg

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TESTE DEIN WISSEN

Erkläre die Anwendung des Reflexionsgesetzes am Prinzip der Deflektometrie.

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TESTE DEIN WISSEN

Bei der Deflektometrie wird auf einem LC-Display ein Streifenmuster abgebildet, bei welchem die einzelnen Positionen der Streifen genau in einem System hinterlegt sind. Dieser Display wird nun so positioniert, dass er von der zu prüfenden Oberfläche reflektiert wird und die reflektierten Strahlen in einem Kamerasystem (meist 2) eingefangen werden können. Die Entfernungen zwischen den Kameras und dem Display, sowie zwischen den Kameras und der zu prüfenden Oberfläche sind genau kalibriert, wodurch sie als bekannte Größen zur Verfügung stehen, um so über einen reflektierten Strahl die Oberflächennormale zu bestimmen. Über ein Programm können dann Abweichungen der Oberflächennormalen (also optische Abweichungen in der Reflexion des Streifenmusters) eine Aussage über mögliche Fehler in der Oberflächenbeschaffenheit machen.

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Wie wird durch eine Linse eine ideale Abbildung erreicht und was muss dabei für die Punkte O gelten, was entsteht, wenn dies nicht der Fall ist?

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TESTE DEIN WISSEN

Für eine ideale Abbildung müssen alle optischen Wege von Punkt O zu Punk O' gleich lang sein, dies wird durch zwei hyperbolische Flächen erreicht. Eine ideale Abbildung erhält man jedoch nur für die Punkte O auf der optischen Achse, die den korrekten Abstand zur Linse haben. Für alle anderen Punkte erhält man Abbildungsfehler.

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Was ist eine Anwendung für das Brechungsgesetz?

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Die Deflektometrische Kontrolle von transparenten Objekten, um z.B. Fehler im Glas zu erkennen.

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Was ist der Kompromiss, den man schließt, wenn man aus einer idealen optischen Abbildung eine reale optische Abbildung macht, die Abbildungsfehler zulässt (wann sind diese klein)?

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Ein guter Kompromiss führt zu sphärischen Flächen der Linse und zu einer paraxialen Näherung. Dabei sind die Abbildungsfehler klein, wenn die beteiligten Lichtbündel einen sehr kleinen Öffnungswinkel besitzen und nur Strahlen, die unter einem kleinen Winkel zu einem zentralen Strahl des Bündels laufen, berücksichtigt werden.

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Was ist das Prinzip von Fermat?

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Das Fermat'sche Prinzip besagt, dass bei einer Wellenausbreitung in einem Medium zwischen zwei Punkten ein Weg genommen wird, auf dem die Laufzeit minimal ist. Aus dem Fermat'schen Prinzip lassen sich das snellius'sche Brechungsgesetz und das Reflexionsgesetz herleiten. 

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Wie werden die Strahlen bei einer Abbildung mit einer dünnen Linse konstruiert?

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Mittelpunkstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands durch den Linsenmittelpunkt zur gespiegelten "Spitze" des Bildes als Gerade ohne Ablenkung

Parallelstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands parallel zur optischen Achse bis zur Hauptebene der Linse und von da aus durch den Brennpunkt der Bildseite

Brennpunktstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands durch den Gegenstandsseitigen Brennpunkt und verläuft ab der Linse achsenparallel

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Was ist eine Positivlinse und was ist eine Negativlinse?

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Als Positivlinse wird eine konvexe Linse bezeichnet. Als Negativlinse entsprechend eine konkave Linse.

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Was sind Eigenschaften von Quarzglasfasern? (Lichtwellenleiter)

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TESTE DEIN WISSEN

- Geringes Volumen

- Störungen durch andere Kanäle oder elektromagnetische Felder sind ausgeschlossen

- Galvanische Trennung (Vermeiden der elektrischen Leitung zwischen zwei Stromkreisen, zwischen denen Leistung oder Signale ausgetauscht werden sollen)

- Übertragung wird kaum durch Temperatur beeinflusst

- Hoher Abhöraufwand

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Optische Achse
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Symmetrieachse von rotationssymmetrischen Linsen und Spiegeln. Orientierungslinie bei der Bildkonstruktion mittels→Hauptstrahlen
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Leuchte, Lampe
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TESTE DEIN WISSEN
Gerät zum Betrieb einer Lichtquelle, z.B. LED-Pointer
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Lichtquelle (Lampe)
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Photonenquelle = Körper, von dem unmittelbar Licht ausgeht, z.B. LED
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Geometrische Optik Strahlenoptik 
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Die Geometrische Optik vernachlässigt im Gegensatz zur Wellenoptik Beu- gungseffekte bei der Konstruktion des Bildes eines Gegenstandes. Als weiteure  Vereinfachung wird hier nicht die Geometrische Optik, sondern die Paraxiale Optik behandelt, bei der idealisiert die Strahlen die optische Ach- se nur sehr flach schneiden, also bis auf den Farbfehler keine Abbildungsfehler wie z.B. die Sphärische Aberration auftreten
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Beispielhafte Karteikarten für deinen Physik_2.Semester Kurs an der Duale Hochschule Baden-Württemberg - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Erkläre die Anwendung des Reflexionsgesetzes am Prinzip der Deflektometrie.

A:

Bei der Deflektometrie wird auf einem LC-Display ein Streifenmuster abgebildet, bei welchem die einzelnen Positionen der Streifen genau in einem System hinterlegt sind. Dieser Display wird nun so positioniert, dass er von der zu prüfenden Oberfläche reflektiert wird und die reflektierten Strahlen in einem Kamerasystem (meist 2) eingefangen werden können. Die Entfernungen zwischen den Kameras und dem Display, sowie zwischen den Kameras und der zu prüfenden Oberfläche sind genau kalibriert, wodurch sie als bekannte Größen zur Verfügung stehen, um so über einen reflektierten Strahl die Oberflächennormale zu bestimmen. Über ein Programm können dann Abweichungen der Oberflächennormalen (also optische Abweichungen in der Reflexion des Streifenmusters) eine Aussage über mögliche Fehler in der Oberflächenbeschaffenheit machen.

Q:

Wie wird durch eine Linse eine ideale Abbildung erreicht und was muss dabei für die Punkte O gelten, was entsteht, wenn dies nicht der Fall ist?

A:

Für eine ideale Abbildung müssen alle optischen Wege von Punkt O zu Punk O' gleich lang sein, dies wird durch zwei hyperbolische Flächen erreicht. Eine ideale Abbildung erhält man jedoch nur für die Punkte O auf der optischen Achse, die den korrekten Abstand zur Linse haben. Für alle anderen Punkte erhält man Abbildungsfehler.

Q:

Was ist eine Anwendung für das Brechungsgesetz?

A:

Die Deflektometrische Kontrolle von transparenten Objekten, um z.B. Fehler im Glas zu erkennen.

Q:

Was ist der Kompromiss, den man schließt, wenn man aus einer idealen optischen Abbildung eine reale optische Abbildung macht, die Abbildungsfehler zulässt (wann sind diese klein)?

A:

Ein guter Kompromiss führt zu sphärischen Flächen der Linse und zu einer paraxialen Näherung. Dabei sind die Abbildungsfehler klein, wenn die beteiligten Lichtbündel einen sehr kleinen Öffnungswinkel besitzen und nur Strahlen, die unter einem kleinen Winkel zu einem zentralen Strahl des Bündels laufen, berücksichtigt werden.

Q:

Was ist das Prinzip von Fermat?

A:

Das Fermat'sche Prinzip besagt, dass bei einer Wellenausbreitung in einem Medium zwischen zwei Punkten ein Weg genommen wird, auf dem die Laufzeit minimal ist. Aus dem Fermat'schen Prinzip lassen sich das snellius'sche Brechungsgesetz und das Reflexionsgesetz herleiten. 

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Q:

Wie werden die Strahlen bei einer Abbildung mit einer dünnen Linse konstruiert?

A:

Mittelpunkstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands durch den Linsenmittelpunkt zur gespiegelten "Spitze" des Bildes als Gerade ohne Ablenkung

Parallelstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands parallel zur optischen Achse bis zur Hauptebene der Linse und von da aus durch den Brennpunkt der Bildseite

Brennpunktstrahl: Der Strahl geht von der oberen Spitze des Gegenstands durch den Gegenstandsseitigen Brennpunkt und verläuft ab der Linse achsenparallel

Q:

Was ist eine Positivlinse und was ist eine Negativlinse?

A:

Als Positivlinse wird eine konvexe Linse bezeichnet. Als Negativlinse entsprechend eine konkave Linse.

Q:

Was sind Eigenschaften von Quarzglasfasern? (Lichtwellenleiter)

A:

- Geringes Volumen

- Störungen durch andere Kanäle oder elektromagnetische Felder sind ausgeschlossen

- Galvanische Trennung (Vermeiden der elektrischen Leitung zwischen zwei Stromkreisen, zwischen denen Leistung oder Signale ausgetauscht werden sollen)

- Übertragung wird kaum durch Temperatur beeinflusst

- Hoher Abhöraufwand

Q:
Optische Achse
A:
Symmetrieachse von rotationssymmetrischen Linsen und Spiegeln. Orientierungslinie bei der Bildkonstruktion mittels→Hauptstrahlen
Q:
Leuchte, Lampe
A:
Gerät zum Betrieb einer Lichtquelle, z.B. LED-Pointer
Q:
Lichtquelle (Lampe)
A:
Photonenquelle = Körper, von dem unmittelbar Licht ausgeht, z.B. LED
Q:
Geometrische Optik Strahlenoptik 
A:
Die Geometrische Optik vernachlässigt im Gegensatz zur Wellenoptik Beu- gungseffekte bei der Konstruktion des Bildes eines Gegenstandes. Als weiteure  Vereinfachung wird hier nicht die Geometrische Optik, sondern die Paraxiale Optik behandelt, bei der idealisiert die Strahlen die optische Ach- se nur sehr flach schneiden, also bis auf den Farbfehler keine Abbildungsfehler wie z.B. die Sphärische Aberration auftreten
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