Übungen zur Physik II SS 2011 Übung 19

DP Stefan Krause
Technische Universität Chemnitz
Institut für Physik
Professur Optische Spektroskopie
und Molekülphysik
Übungen zur Physik II
SS 2011
Übung 19
- Optik, Reflexion, Brechung 1. Zeigen Sie qualitativ, dass sich mit dem HUYGENSprinzip
Brechungsgesetz ergeben!
das Reflexions- und das
2. Ein Strahl monochromatischen roten Lichts mit einer Wellenlänge in Luft von 700 nm breite
sich in Wasser aus. Wie groß ist hier die Wellenlänge? Nimmt ein Mensch unter Wasser die
gleiche Farbe wie an Luft wahr oder eine andere?
3. Zwei Sammellinsen mit jeweils 10 cm Brennweite haben einen Abstand von 35 cm. Ein
Gegenstand stehe 20 cm vor der ersten Linse.
a) Fertigen Sie eine Abbildungsskizze an und überprüfen Sie den so ermittelten Ort des
Bilds mit Hilfe der Linsengleichung!
b) Ist das Bild reell oder virtuell?
c) Ist es aufrecht oder steht es auf dem Kopf?
d) Wie groß ist der Abbildungsmaßstab?
e) Wiederholen Sie a)-d), wenn die zweite Linse durch eine Zerstreuungslinse mit einer
Brennweite von -15 cm ersetzt wird!
4. Eine Punktlichtquelle sei 5 m unterhalb der Oberfläche eines großen Wasserbehälters
angebracht. Berechnen Sie die Fläche des größten Kreises auf der Wasseroberfläche, durch den
das direkt von der Punktlichtquelle kommende Licht austreten kann.
5. Ein Lichtstrahl treffe senkrecht auf die längste Seite eines gleichschenklig-rechtwinkligen
Prismas. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit im Prisma, wenn in ihm bei dem gegebenen
Einfallswinkel gerade keine Totalreflexion
auftreffen kann?
6. Ein Lichtstrahl treffe auf einen Glasquader (n =
1,5), der fast vollständig in Wasser eingetaucht ist
(vgl. Abb. 1).
a) Berechnen Sie den Winkel , für den sich am
Punkt P Totalreflexion ergibt!
b) Falls das Wasser entfernt wird, ergibt sich auch
dann mit dem in a) berechneten Winkel  am
Punkt P Totalreflexion? Geben Sie eine Erklärung!
Abb.1: Skizze zu Aufgabe 6