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Die Optik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Ausbreitung des Lichtes, der Reflexion und der Brechung, der Bildentstehung an Spiegeln und Linsen, optischen Geräten, der Entstehung von Farben und den Gesetzen der Farbmischung sowie der Frage, was Licht eigentlich ist.

Der niederländische Physiker CHRISTIAAN HUYGENS (1629-1695) entwickelte im Zusammenhang mit Vorstellungen über das Wesen des Lichtes das nach ihm benannte Prinzip der Ausbreitung von Wellen:

Jeder Punkt, der von einer Welle getroffen wird, ist Ausgangspunkt einer kreis- oder kugelförmigen Elementarwelle. Die Elementarwellen überlagern sich zu einer neuen Wellenfront.

Mithilfe des huygensschen Prinzips kann man die Ausbreitung von Wellen, die Reflexion und Brechung sowie die Beugung beschreiben und erklären.

Alles, was mit den Ohren wahrgenommen werden kann, ist Schall. Schall geht von Schallquellen aus. Seinem Wesen nach ist Schall eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert. Schall breitet sich in einem Stoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Er kann reflektiert, gebrochen und absorbiert werden. Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schallwellen auch Beugung und Interferenz auf.

Stoffe können lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sein. Bei den lichtdurchlässigen Stoffen unterscheidet man zwischen durchsichtigen und durchscheinenden Stoffen. Die Lichtdurchlässigkeit ist nicht nur von der Struktur des jeweiligen Stoffes, sondern auch von der jeweiligen Schichtdicke abhängig.

Licht breitet sich nur in homogenen Stoffen geradlinig aus. An der Grenzfläche zwischen verschiedenen Stoffen kann es entweder aus seiner Ausbreitungsrichtung abgelenkt (gebrochen) oder zurückgeworfen (reflektiert) werden. Den letzteren Vorgang bezeichnet man als Reflexion von Licht.

Die Optik als Teilgebiet der Physik wird in Strahlenoptik und Wellenoptik unterteilt.
Der Bereich der Optik, in dem man optische Erscheinungen mit dem Modell Lichtstrahl beschreibt, wird als Strahlenoptik bezeichnet.
Der Bereich der Optik, in dem man optische Erscheinungen mit dem Modell Lichtwelle beschreibt, wird als Wellenoptik bezeichnet.

In der Strahlenoptik geht es um die Beschreibung von Licht mit dem Modell Lichtstrahl. Damit kann man die Ausbreitung von Licht, die Bildung von Schatten oder die Entstehung einer Sonnenfinsternis beschreiben.
Die Reflexion von Licht wird bei Spiegeln genutzt, die Brechung bei Prismen und Linsen. Wichtige Anwendungen sind Lupen, Fernrohre und Mikroskope. Auch die Wirkungsweise unserer Augen lässt sich mit den Erkenntnissen der Optik erklären.

Der Test zur Strahlenoptik bietet die Möglichkeit zu prüfen, inwieweit wichtige Kenntnisse vorhanden sind und auch genutzt werden können.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Strahlenoptik".

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WISSENSTEST

* 11.12.1781 in Jedburgh/Schottland
† 10.02.1868 in Allerly bei Melrose/Schottland

Er war ein schottischer Physiker, der das nach ihm benannte Gesetz für die Polarisation des Lichtes bei Reflexion entdeckte. Darüber hinaus führte BREWSTER zahlreiche andere Untersuchungen zur Optik durch und erfand das Kaleidoskop.

Grundlegende Kenntnisse über die Ausbreitung von Licht und die Wechselwirkung des Lichts mit Stoffen wurden bereits in der Sekundarstufe 1 vermittelt. Das gilt für die Schattenbildung ebenso wie für die Reflexion und die Brechung. Neu ist in der Oberstufe die Einbeziehung des huygensschen Prinzips. Damit ist bei Nutzung des Wellenmodells nicht nur eine Beschreibung, sondern auch eine Erklärung für Reflexion und Brechung möglich. Im Test geht es vorrangig darum zu prüfen, ob grundlegendes Wissen zu elementaren Grundlagen vorhanden ist und auf einfache Sachverhalte angewendet werden kann.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Ausbreitung von Licht und Wechselwirkung mit Stoffen".

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WISSENSTEST

Unter Temperaturstrahlung versteht man die elektromagnetische Strahlung, die ein Körper aufgrund seiner Temperatur an seine Umgebung abgibt. Hauptbereiche der Temperaturstrahlung sind das infrarote, das sichtbare und das ultraviolette Licht.
Bei ihrer Ausbreitung im Raum wird Temperaturstrahlung teilweise an Körpern reflektiert, teilweise durch Körper absorbiert und geht teilweise auch durch Körper hindurch.

Die Flügel einer Libelle, eine Seifenhaut, die Oberfläche von Perlmutt oder eine dünne Ölschicht auf Wasser schillern bei Beleuchtung mit Sonnenlicht in den unterschiedlichsten Farben. Diese Farben kommen durch Interferenz zwischen dem Licht zustande, das an der Oberfläche und an der Rückseite der dünnen Schicht reflektiert wird.

Alles, was akustisch mit den Ohren wahrgenommen werden kann, ist Schall. Schall geht von Schallquellen aus. Seinem Wesen nach ist Schall eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert. Schall breitet sich in einem Stoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Er kann reflektiert, gebrochen und absorbiert werden. Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schallwellen auch Beugung und Interferenz auf.

Mechanische Schwingungen und Wellen können wir an Teichen und Seen beobachten. Erdbebenwellen können zu verheerenden Zerstörungen führen. Ohne Schwingungen und Wellen wären Musikinstrumente undenkbar. Federschwinger und Fadenpendel sind einfache Schwinger, die sich gut mathematisch beschreiben lassen. Trotz der Vielfalt der Schwingungen und Wellen gibt es viel Gemeinsames. Das gilt vor allem für die Beschreibung und die Eigenschaften von mechanischen Schwingungen und Wellen. Im Test können Sie prüfen, wie sicher Ihre Kenntnisse aus diesem Themenbereich sind.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Mechanische Schwingungen und Wellen".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST