in Stichpunkten (ausführlicher) und Fragen zum

Physik Grundkurs II
Zur 24. Vorlesung am Mittwoch, 30.01.2008
Inhalt in Stichpunkten:
Dispersion; Dispersion mit Prismen; kontinuierliches Spektrum einer gewöhnlichen Lampe;
Linienspektrum einer Quecksilberdampflampe; Optische Abbildung in einer Loch-Kamera; ebene
Spiegel; sphärische Spiegel; Konstruktion der Abbildung; sphärische Aberration; Abbildungsmaßstab
und Abbildungsgleichung.
Fragen zum Verständnis:
24-1.) Die Zeichnung zeigt einen Lichtstrahl, der an
der Grenzfläche zwischen zwei Medien mit
normaler Dispersion gebrochen wird. Der einfallende Strahl (grau gezeichnet) enthält eine blaue und eine rote Komponente. Für jedes
Medium ist ein gerundeter Wert des Brechungsindex (im sichtbaren Licht) angegeben. Welche
der Zeichnungen zeigen physikalisch mögliche Situationen?
24-2.) (a) Wie entsteht ein Regenbogen? (b) Unter welchen Winkeln wird der Hauptregenbogen
und der Nebenregenbogen beobachtet? (c) Wenn Sie vom Flugzeug aus einen Regenbogen
sehen, wie sieht der aus?
(Literatur-Hinweis: H. Moysés Nussenzveig: “The Theory of the
Rainbow,” Scientific American 236 (April 1977) 116–27.)
24-3.) Die nebenstehende Abbildung zeigt Sonnenstrahlen, die einen
Nebenregenbogen erzeugen. (Die Strahlen werden also zweimal innerhalb
jedes Tröpfchens reflekiert.) Welcher Lichtstrahl ist rot: a oder b?
24-4.) Wie groß muss ein Spiegel sein, damit Sie sich ganz darin sehen? (a) ein Viertel
der Körpergröße, (b) die Hälfte der Körpergröße, (c) drei Viertel der Körpergröße,
(d) die volle Körpergröße, (e) hängt davon ab, wie nah Sie vor dem Spiegel stehen.
24-5.) Eine Fledermaus, die auf der optischen Achse eines sphärischen Spiegels schläft, erscheint
Ihnen um den Faktor −4 vergrößert. Ist das Bild (a) reell oder virtuell, (b) aufrecht oder
umgekehrt und erscheint es (c) auf der gleichen Seite des Spiegels wie die Fledermaus oder
auf der Rückseite?
24-6.)
Ein Laubfrosch sitzt vor zwei ebenen
Oberflächenspiegeln, die im rechten
Winkel zueinander aufgestellt sind. Wie
viele Bilder sieht der Frosch von sich?
24-1.) (c). 24-2.) (a) Hauptregenbogen: einfache Reflexion in den Wasertröpfchen, Nebenregenbogen: zweifache
Reflexion. (b) 42◦ , 50◦ . (c) kreisförmig. 24-3.) b. 24-4.) (b). 24-5.) (a) reell, (b) umgekehrt, (c) auf der
gleichen Seite. 24-6.) drei (siehe Rückseite).
Frage 1, 3 und 5 Halliday-Resnick-Walker: Physik, Frage 4 aus Epstein: Denksport Physik, Frage 6 aus Hecht: Optik.