Technische Optik at Technische Hochschule Nürnberg

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Erklären sie das Huygensche Prinzip

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Nennen sie Beispiele für optische Geräten und Messverfahren 

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Erklären sie den Welle-Teilchen-Dualismus

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Wie lautet die Elektromagnetische Wellengleichung ?

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Was beschreibt der Brechungsindex n ?

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Was ist der Unterschied zwischen Radiometrie und Photometrie ?

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Beschreiben sie die Nomenklatur 

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Nennen sie die vier Radiometrischen Größen

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Nennen sie die vier Photometrischen Größen 

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Was wird mit der Ulbricht-Kugel gemessen ?

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Wie lautet das Snelliusˋsche Brechungsgesetz ?

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Erklären sie die Dispersion

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Technische Optik

Erklären sie das Huygensche Prinzip
Licht breitet sich als Welle aus
Jeder von einer Wellenfront erfasste Punkt ist Ausgangspunkt einer Elementarwelle (Kugelwelle)
Einhüllende der Kugelwellen ergibt die neue Wellenfront

Technische Optik

Nennen sie Beispiele für optische Geräten und Messverfahren 
Verdeutlichende Geräte —- Brille, Lupe, Fernglas, Mikroskop 
Reproduzierende Geräte —- Kameras, Kopierer, Beamer, Projektoren 
Signalverarbeitende Geräte —- Sensoren, Lichtschranken 
Strahlungsmessgeräte —- Photometer, Belichtungsmesser
Lichterzeugende Geräte —- Lampen, Laser, LED

Technische Optik

Erklären sie den Welle-Teilchen-Dualismus
Elektromagnetische Welle —- Schwingende elektrische magnetische Felder, Frequenz f und Wellenlänge lambda, Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit, Radio, Mikrowelle,Licht, Röntgen

Fluss von Teilchen —- Quantisiertes Energiepaket, Bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit, Lichtleistung = Photonenzahl pro Zeit

Technische Optik

Wie lautet die Elektromagnetische Wellengleichung ?

E(z,t) = E0*cos(wt-kz+phi0)
k = 2pi/lambda (lambda beschreibt Periode im Ort)
w = 2pif

Technische Optik

Was beschreibt der Brechungsindex n ?
Beschreibt und Wellenlänge des Lichts in Materie
Beschreibt Brechung des Lichts an Grenzflächen
n = 1,5 für Glas und sichtbares Licht

Technische Optik

Was ist der Unterschied zwischen Radiometrie und Photometrie ?
Radiometrische Größen sind bei beliebigen Wellenlängen physikalisch messbar 
Licht = Elektromagnetische Strahlung
Messung mittels eines Detektors
Physikalische/Chemische Wirkung
Physikalische Größen
Größen mit Index e

Photometrische Größen sind im sichtbaren Spektrum des Menschen
Licht = mit Sehsinn wahrnehmbar durch das Auge
Physiologie Helligkeit 
Bewertung der physikalischen Größen mit Augenempfindlichkeit
Größen mit Index v

Technische Optik

Beschreiben sie die Nomenklatur 
Index 1 —- Ausstrahlung, Quelle
Index 2 —- Einstrahlung, Empfänger 
Index lambda —- Spektrale Größe

Bestrahlungsstärke = Lichtleistung/Fläche 

Technische Optik

Nennen sie die vier Radiometrischen Größen
Strahlungsfluss —- Phi e in Watt beschreibt die gesamte, in alle relevante Richtungen gestrahlt Lichtleistung einer Lichtquelle und ergibt sich aus abgestrahlter Energie des Lichts pro Zeit

Bestrahlungsstärke = Ee beschreibt die Beleuchtung einer Zielfläche Lichtleistung/Fläche
[Ee] = W/m^2

Strahlstärke = Ie Lichtmenge pro Raumwinkelelement 
[Ie] = W/sr

Strahldichte = Le beschreibt Helligkeit eines Flächenstrahlers/ausgedehnte Lichtquelle 
[Ie] = W/(m^2*sr)

Technische Optik

Nennen sie die vier Photometrischen Größen 
Lichtstrom —- Phi v in Lumen gilt für Licht mit nur einer sichtbaren Wellenlänge und ergibt sich aus Km*V(lambda)*Phi e
Km = 683 lm/W (Photometrischer Strahlungsäquivalent)
V(lambda) = Wellenlängenabhängige Augenempfindlichkeitskurve 555nm = 1

Beleuchtungsstärke = Ev beschreibt Beleuchtung einer Zielfläche Lichtstrom/Fläche
[Ev] = lm/m^2 = lux

Lichtstärke = Iv Lichtmenge pro Raumwinkelelement
[Iv] = lm/sr = cd (Candela)

Leuchtdichte = Lv beschreibt Helligkeit eines Flächenstrahlers/ausgedehnte Lichtquelle
[Lv] = lm/(m^2/sr) = cd/m^2

Technische Optik

Was wird mit der Ulbricht-Kugel gemessen ?
Messung des gesamten Strahlungsflusses Phi

Technische Optik

Wie lautet das Snelliusˋsche Brechungsgesetz ?
n * sin(Epsilon) = nˋ * sin(Epsilonˋ)

Technische Optik

Erklären sie die Dispersion
Wellenlängenabhängiger Brechungsindex
Brechungsindex ist nicht konstant, sondern eine Funktion der Wellenlänge

Normale Dispersion —- Brechzahl fällt mit Wellenlänge 

Brechungsindex auch Temperaturabhängig 

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