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9 Optik 9 Optik Fragen in den letzten 10 Examen: 8 Das Auge, unser wichtigstes Sinnesorgan, ist ein ausgefeiltes optisches Instrument, hat aber auch seine Grenzen. Seit der Erfindung optischer Geräte wie z. B. des Mikroskops ist es möglich, mehr zu sehen, als mit bloßem Auge erkennbar ist. 9.1.3 Lichtbrechung Trifft ein Lichtstrahl von einem dünneren Medium (z. B. Luft) auf ein dichteres Medium (z. B. Wasser), bekommt er an der Grenzfläche einen „Knick“: Lot 9.1 Licht Aus Kapitel 7 weißt du, dass sichtbares Licht elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 400 und 750 nm ist. Licht hat aber auch Eigenschaften, die nur erklärt werden können, wenn Licht ausTeilchen, den Photonen, besteht. Um das Verhalten des Lichts vollständig beschreiben zu können, werden beide Modelle gleichzeitig verwendet: Licht unterliegt dem Welle-Teilchen-Dualismus: Wellen haben auch Teilchencharakter und Teilchen ­haben auch Wellencharakter. 9.1.1 Wellenoptik 9 α1 n1 n2 α2 Abb. 29: ­Lichtbrechung medi-learn.de/6-phy-29 Der Brechungsindex n (Brechzahl) ist ein Maß für die Dichte des Mediums. Es gilt: sin α1 ∙ n1 = sin α2 ∙ n2 Der Wellencharakter des Lichts zeigt sich, wenn die Objekte, mit denen es wechselwirkt, etwa so groß sind wie die Wellenlänge des Lichts (400 und 750 nm). An einem Spalt in dieser Größenordnung z. B. wird Licht gebeugt. Andere wellentypische Eigenschaften sind Interferenz oder Polarisation (siehe Kapitel 7). Übrigens ... Der Brechungsindex ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge des Lichts (Lichtfarbe). Deshalb kann ein Prisma weißes Licht in die Spektralfarben ­zerlegen. 9.2 Linsen und optische Geräte 9.1.2 Strahlenoptik Sind die Objekte, mit denen das Licht wechselwirkt, viel größer als die Wellenlänge des Lichts, reicht die geometrische Optik völlig aus, um das Verhalten des Lichts zu beschreiben. Nach der geometrischen Optik breitet sich das Licht, solange es sich in einem homogenen Medium bewegt, geradlinig aus (Lichtstrahlen). 42 Linsen sind durchsichtige Körper mit zwei lichtbrechenden Flächen, von denen mindestens eine gewölbt ist. 9.2.1 Sammellinse Sammellinsen sind Konvexlinsen, d. h. sie sind (meistens an zwei Seiten) nach außen gewölbt. Parallel auf Sammellinsen einfallen-
