Optik at Universität Graz | Flashcards & Summaries

Select your language

Suggested languages for you:
Log In Start studying!

Lernmaterialien für Optik an der Universität Graz

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Optik Kurs an der Universität Graz zu.

TESTE DEIN WISSEN

Was ist der Unterschied zwischen selbstleuchtenden und beleuchteten Objekten?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Objekte, die selbständig Licht erzeugen und aussenden, heißen selbstleuchtende Objekte oder Lichtquellen. Die meisten Objekte (in der Optik meist „Gegenstände“ genannt) erzeugen selbst kein Licht, sind aber trotzdem sichtbar. Sie werfen einen Teil des auf sie fallenden Lichts zurück. Man nennt sie reflektierende oder beleuchtete Gegenstände.

Gelangt Licht von einem leuchtenden oder beleuchteten Gegenstand in unser Auge, so wird dieser sichtbar. Licht, das nicht in unser Auge fällt, ist unsichtbar.



Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Nenne Beispiele für selbstleuchtende und beleuchtete Objekte?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

 Selbstleuchtende Objekte:

Sonne, Sterne, Feuer, Glüh- und Leuchtstofflampen, Kerzen, Glühwürmchen, LEDs, ...

Beleuchtete Objekte:

Erde und Mond, Planeten, Gegenstände (Satelliten, Reflektoren, Staubkörnchen, ...)


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wie breitet sich das Licht von der Lichtquelle aus?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Das Licht breitet sich von der Lichtquelle (solange es auf kein Hindernis trifft) radial aus:


Sonnenlicht erhellt alle Himmelskörper, egal in welcher Richtung von der Sonne sie sich befinden.


Eine Kerze in der Mitte des Zimmers beleuchtet alle Wände sowie die Decke und den Fußboden.



Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wie schnell ist die Lichtgeschwindigkeit und wo gilt sie?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

In Vakuum (und näherungsweise auch in Luft) kann sich Licht mit etwa 300000 Kilometer je Sekunde ausbreiten („Lichtgeschwindigkeit“). In anderen lichtdurchlässigen Stoffen ist die Lichtgeschwindigkeit geringer, in Wasser kann sich Licht beispielsweise „nur“ mit etwa 225000 Kilometer je Sekunde ausbreiten.


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Was ist die Lichtstärke und die Bleuchtungsstärke?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Um die Helligkeit verschiedener Lichtquellen vergleichen zu können, wurde die Lichtstärke als physikalische Größe eingeführt. Erscheint eine Lichtquelle aus gleicher Entfernung heller als eine andere, so besitzt sie eine größere Lichtstärke.

Definition und Einheit:

Die Lichtstärke 𝐼𝑣 ist eine Basisgröße des internationalen Einheitensystems. Ihre Einheit ist Candela (cd). Beispiele:


Eine Kerzenflamme hat eine Lichtstärke von etwa 1 cd.


Glühlampen haben eine Lichtstärke (je nach Bauart) von 15 cd bis 150 cd.


Autoscheinwerfer haben eine Lichtstärke von rund 5000 cd.


Während die Lichtstärke 𝐼𝑣 eine Eigenschaft der Lichtquelle ist, gibt die Beleuchtungsstärke 𝐸𝑣 an, welcher Anteil des Lichts auf eine bestimmte Fläche trifft. Da sich das Licht gleichmäßig in alle Richtungen ausbreitet, verteilen sich die Lichtstrahlen auf immer größere Flächen. Die Beleuchtungsstärke nimmt in gleichem Maß ab, wie die Oberfläche der mit Licht durchfluteten (Kugel-) Fläche zunimmt.

Formel und Einheit:

Die Beleuchtungsstärke 𝐸𝑣 ist umso größer, je größer die Lichtstärke 𝐼𝑣 der Lichtquelle ist. Gleichzeitig nimmt die Beleuchtungsstärke quadratisch mit dem Abstand 𝑟 von der Lichtquelle ab.
Insgesamt gilt:

 𝐸𝑣 = 𝐼𝑣/r^2

Beispiele:

Eine Kerzenflamme hat in 1m Abstand eine Beleuchtungsstärke von etwa 1 lx.


Verkehrswege sollten eine Beleuchtungsstärke von mindestens 30 lx aufweisen.


Die empfohlene Beleuchtungsstärke beträgt für Wohnräume 100 lx bis 200 lx; in Büros sind auch

Beleuchtungsstärken von 500 lx nicht unüblich.


Die empfohlene Beleuchtungsstärke zum Lesen und Schreiben liegt bei 200 lx bis 300 lx.


Sonnenlicht kann im Sommer eine Beleuchtungsstärke von bis 100000 lx hervorrufen, an einem trüben Wintertag nur etwa 2000 lx bis 4000 lx. Das Licht eines Vollmondes bei klarer Nacht hat lediglich eine Beleuchtungsstärke von rund 0,3 lx.



Die Beleuchtungsstärke wird in Lux (lx) angegeben.

Je nach Tätigkeit werden unterschiedliche Beleuchtungs- stärken als angenehm empfunden.




Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Welche Arten von lichtdurchlässigen Gegenständen gibt es?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Licht durchlässige Gegenstände gibt es auf zweierlei Arten:

Durchsichtige Objekte (z.B. Fensterglas) lassen Licht so hindurch, dass Gegenstände. hinter ihnen zu erkennen sind.


Durchscheinende Objekte (z.B. Mattglas)

lassen Licht so hindurch, dass Gegenstände hinter ihnen nicht scharf zu erkennen sind.




Die Lichtdurchlässigkeit eines Objekts hängt vom Material und von der Schichtdicke ab. Wasser beispielsweise ist in dünnen Schichten Licht durchlässig, in dicken nicht; in großen Meerestiefen herrscht völlige Dunkelheit. Licht undurchlässige Gegenstände (beispielsweise Metall, Karton usw.) lassen kein Licht hindurch, sie sind undurchsichtig – vorausgesetzt, dass sie eine ausreichende Materialstärke aufweisen. Beispielsweise sind sehr dünne Papierschichten durchscheinend, obwohl Papier an sich undurchsichtig ist.





Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Was ist eine Blende, ein Schlagschatten und ein Kern- und. Halbschatten?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

siehe iPad 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Was ist Reflexion und Spiegelung?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Gegenstände können, je nach Material und Art der Oberfläche, einen Teil des auf sie fallenden Lichts zurückwerfen. Diesen Vorgang nennt man Reflexion.

Wird (fast) das gesamte auf einen Gegenstand fallende Licht reflektiert, so spricht man von einer Spiegelung.


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Zwischen welchen Arten von spiegelnden Oberflächen unterscheidet man?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Je nach Form und Struktur der spiegelnden Oberfläche unterscheidet man zwischen ebenen und gewölbten sowie zwischen glatten und rauen Spiegeln.


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Was ist ein ebener Spiegel?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Jede glatte, ebene Fläche (beispielsweise eine glatte Metallplatte, eine ruhige Wasseroberfläche, eine Fensterscheibe usw.) wirkt wie ein ebener Spiegel. Während eine blank polierte Metalloberfläche das gesamte einfallende Licht zurückwirft, wird von Glas oder Wasser nur einen Teil des einfallenden Lichts reflektiert. Spiegel aus Glas sind daher gewöhnlich auf der Rückseite schwarz lackiert oder mit einer Lichtundurchlässigen, dunklen Schicht versehen.


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Welches Gesetz gilt für ebene Spiegel?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Für ebene Spiegel gilt das Reflexionsgesetz:

Jeder auftreffende Lichtstrahl verlässt den Spiegel im gleichen Winkel, wie er aufgetroffen ist. Der Einfallswinkel 𝛼 und der Reflexionswinkel 𝛼′ werden dabei ausgehend von der Senkrechten zum Spiegel angegeben. Mathematisch lässt sich das Reflexionsgesetz damit folgendermaßen formulieren:

𝛼 = 𝛼′


Vertauscht man an einem ebenen Spiegel den Ort des Auges mit dem Ort der Lichtquelle, so ändert sich das Versuchsergebnis nicht. Allgemein gilt in der Optik: Jeder Lichtstrahl kann seinen Weg stets auch in umgekehrter Richtung durchlaufen.


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Was ist Licht?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Als Licht werden elektromagnetische Wellen bezeichnet, die im Empfindlichkeitsbereich des menschlichen Auges liegen. Das für den Menschen sichtbare Licht besitzt eine Wellenlänge von 380 𝑛𝑚 (violett) bis 750 𝑛𝑚 (rot).


Lösung ausblenden
  • 145315 Karteikarten
  • 2440 Studierende
  • 91 Lernmaterialien

Beispielhafte Karteikarten für deinen Optik Kurs an der Universität Graz - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Was ist der Unterschied zwischen selbstleuchtenden und beleuchteten Objekten?

A:

Objekte, die selbständig Licht erzeugen und aussenden, heißen selbstleuchtende Objekte oder Lichtquellen. Die meisten Objekte (in der Optik meist „Gegenstände“ genannt) erzeugen selbst kein Licht, sind aber trotzdem sichtbar. Sie werfen einen Teil des auf sie fallenden Lichts zurück. Man nennt sie reflektierende oder beleuchtete Gegenstände.

Gelangt Licht von einem leuchtenden oder beleuchteten Gegenstand in unser Auge, so wird dieser sichtbar. Licht, das nicht in unser Auge fällt, ist unsichtbar.



Q:

Nenne Beispiele für selbstleuchtende und beleuchtete Objekte?

A:

 Selbstleuchtende Objekte:

Sonne, Sterne, Feuer, Glüh- und Leuchtstofflampen, Kerzen, Glühwürmchen, LEDs, ...

Beleuchtete Objekte:

Erde und Mond, Planeten, Gegenstände (Satelliten, Reflektoren, Staubkörnchen, ...)


Q:

Wie breitet sich das Licht von der Lichtquelle aus?

A:

Das Licht breitet sich von der Lichtquelle (solange es auf kein Hindernis trifft) radial aus:


Sonnenlicht erhellt alle Himmelskörper, egal in welcher Richtung von der Sonne sie sich befinden.


Eine Kerze in der Mitte des Zimmers beleuchtet alle Wände sowie die Decke und den Fußboden.



Q:

Wie schnell ist die Lichtgeschwindigkeit und wo gilt sie?

A:

In Vakuum (und näherungsweise auch in Luft) kann sich Licht mit etwa 300000 Kilometer je Sekunde ausbreiten („Lichtgeschwindigkeit“). In anderen lichtdurchlässigen Stoffen ist die Lichtgeschwindigkeit geringer, in Wasser kann sich Licht beispielsweise „nur“ mit etwa 225000 Kilometer je Sekunde ausbreiten.


Q:

Was ist die Lichtstärke und die Bleuchtungsstärke?

A:

Um die Helligkeit verschiedener Lichtquellen vergleichen zu können, wurde die Lichtstärke als physikalische Größe eingeführt. Erscheint eine Lichtquelle aus gleicher Entfernung heller als eine andere, so besitzt sie eine größere Lichtstärke.

Definition und Einheit:

Die Lichtstärke 𝐼𝑣 ist eine Basisgröße des internationalen Einheitensystems. Ihre Einheit ist Candela (cd). Beispiele:


Eine Kerzenflamme hat eine Lichtstärke von etwa 1 cd.


Glühlampen haben eine Lichtstärke (je nach Bauart) von 15 cd bis 150 cd.


Autoscheinwerfer haben eine Lichtstärke von rund 5000 cd.


Während die Lichtstärke 𝐼𝑣 eine Eigenschaft der Lichtquelle ist, gibt die Beleuchtungsstärke 𝐸𝑣 an, welcher Anteil des Lichts auf eine bestimmte Fläche trifft. Da sich das Licht gleichmäßig in alle Richtungen ausbreitet, verteilen sich die Lichtstrahlen auf immer größere Flächen. Die Beleuchtungsstärke nimmt in gleichem Maß ab, wie die Oberfläche der mit Licht durchfluteten (Kugel-) Fläche zunimmt.

Formel und Einheit:

Die Beleuchtungsstärke 𝐸𝑣 ist umso größer, je größer die Lichtstärke 𝐼𝑣 der Lichtquelle ist. Gleichzeitig nimmt die Beleuchtungsstärke quadratisch mit dem Abstand 𝑟 von der Lichtquelle ab.
Insgesamt gilt:

 𝐸𝑣 = 𝐼𝑣/r^2

Beispiele:

Eine Kerzenflamme hat in 1m Abstand eine Beleuchtungsstärke von etwa 1 lx.


Verkehrswege sollten eine Beleuchtungsstärke von mindestens 30 lx aufweisen.


Die empfohlene Beleuchtungsstärke beträgt für Wohnräume 100 lx bis 200 lx; in Büros sind auch

Beleuchtungsstärken von 500 lx nicht unüblich.


Die empfohlene Beleuchtungsstärke zum Lesen und Schreiben liegt bei 200 lx bis 300 lx.


Sonnenlicht kann im Sommer eine Beleuchtungsstärke von bis 100000 lx hervorrufen, an einem trüben Wintertag nur etwa 2000 lx bis 4000 lx. Das Licht eines Vollmondes bei klarer Nacht hat lediglich eine Beleuchtungsstärke von rund 0,3 lx.



Die Beleuchtungsstärke wird in Lux (lx) angegeben.

Je nach Tätigkeit werden unterschiedliche Beleuchtungs- stärken als angenehm empfunden.




Mehr Karteikarten anzeigen
Q:

Welche Arten von lichtdurchlässigen Gegenständen gibt es?

A:

Licht durchlässige Gegenstände gibt es auf zweierlei Arten:

Durchsichtige Objekte (z.B. Fensterglas) lassen Licht so hindurch, dass Gegenstände. hinter ihnen zu erkennen sind.


Durchscheinende Objekte (z.B. Mattglas)

lassen Licht so hindurch, dass Gegenstände hinter ihnen nicht scharf zu erkennen sind.




Die Lichtdurchlässigkeit eines Objekts hängt vom Material und von der Schichtdicke ab. Wasser beispielsweise ist in dünnen Schichten Licht durchlässig, in dicken nicht; in großen Meerestiefen herrscht völlige Dunkelheit. Licht undurchlässige Gegenstände (beispielsweise Metall, Karton usw.) lassen kein Licht hindurch, sie sind undurchsichtig – vorausgesetzt, dass sie eine ausreichende Materialstärke aufweisen. Beispielsweise sind sehr dünne Papierschichten durchscheinend, obwohl Papier an sich undurchsichtig ist.





Q:

Was ist eine Blende, ein Schlagschatten und ein Kern- und. Halbschatten?

A:

siehe iPad 

Q:

Was ist Reflexion und Spiegelung?

A:

Gegenstände können, je nach Material und Art der Oberfläche, einen Teil des auf sie fallenden Lichts zurückwerfen. Diesen Vorgang nennt man Reflexion.

Wird (fast) das gesamte auf einen Gegenstand fallende Licht reflektiert, so spricht man von einer Spiegelung.


Q:

Zwischen welchen Arten von spiegelnden Oberflächen unterscheidet man?

A:

Je nach Form und Struktur der spiegelnden Oberfläche unterscheidet man zwischen ebenen und gewölbten sowie zwischen glatten und rauen Spiegeln.


Q:

Was ist ein ebener Spiegel?

A:

Jede glatte, ebene Fläche (beispielsweise eine glatte Metallplatte, eine ruhige Wasseroberfläche, eine Fensterscheibe usw.) wirkt wie ein ebener Spiegel. Während eine blank polierte Metalloberfläche das gesamte einfallende Licht zurückwirft, wird von Glas oder Wasser nur einen Teil des einfallenden Lichts reflektiert. Spiegel aus Glas sind daher gewöhnlich auf der Rückseite schwarz lackiert oder mit einer Lichtundurchlässigen, dunklen Schicht versehen.


Q:

Welches Gesetz gilt für ebene Spiegel?

A:

Für ebene Spiegel gilt das Reflexionsgesetz:

Jeder auftreffende Lichtstrahl verlässt den Spiegel im gleichen Winkel, wie er aufgetroffen ist. Der Einfallswinkel 𝛼 und der Reflexionswinkel 𝛼′ werden dabei ausgehend von der Senkrechten zum Spiegel angegeben. Mathematisch lässt sich das Reflexionsgesetz damit folgendermaßen formulieren:

𝛼 = 𝛼′


Vertauscht man an einem ebenen Spiegel den Ort des Auges mit dem Ort der Lichtquelle, so ändert sich das Versuchsergebnis nicht. Allgemein gilt in der Optik: Jeder Lichtstrahl kann seinen Weg stets auch in umgekehrter Richtung durchlaufen.


Q:

Was ist Licht?

A:

Als Licht werden elektromagnetische Wellen bezeichnet, die im Empfindlichkeitsbereich des menschlichen Auges liegen. Das für den Menschen sichtbare Licht besitzt eine Wellenlänge von 380 𝑛𝑚 (violett) bis 750 𝑛𝑚 (rot).


Optik

Erstelle und finde Lernmaterialien auf StudySmarter.

Greife kostenlos auf tausende geteilte Karteikarten, Zusammenfassungen, Altklausuren und mehr zu.

Jetzt loslegen

Das sind die beliebtesten StudySmarter Kurse für deinen Studiengang Optik an der Universität Graz

Für deinen Studiengang Optik an der Universität Graz gibt es bereits viele Kurse, die von deinen Kommilitonen auf StudySmarter erstellt wurden. Karteikarten, Zusammenfassungen, Altklausuren, Übungsaufgaben und mehr warten auf dich!

Das sind die beliebtesten Optik Kurse im gesamten StudySmarter Universum

53 OPTIK

Universität Wien

Zum Kurs
optik

Medizinische Universität Wien

Zum Kurs
Optik

Hochschule Koblenz

Zum Kurs

Die all-in-one Lernapp für Studierende

Greife auf Millionen geteilter Lernmaterialien der StudySmarter Community zu
Kostenlos anmelden Optik
Erstelle Karteikarten und Zusammenfassungen mit den StudySmarter Tools
Kostenlos loslegen Optik