Prüfung Physik II 2014-06-25

Rechenteil: Physik 2 Prüfung, 25.06.2014 1.
Unpolarisiertes Licht treffe von Luft unter einem Winkel  zur Oberflächennormale auf die Grenzfläche eines Materials mit Brechungsindex n. Dabei beobachtet man, dass der Strahl durch Brechung um 20° gegenüber seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt wird, und dass das reflektierte Licht vollständig polarisiert ist. Wie groß ist der Winkel ? Wie groß ist der Brechungsindex des Materials? Fertigen Sie auch eine Skizze an, in die Sie alle nötigen Informationen eintragen. (4 Punkte) 2.
Zwischen zwei perfekt planparallelen Glasplättchen mit einer Kantenlänge von 10 cm werde auf einer Seite ein Haar der Dicke d eingebracht, so dass sich ein keilförmiger Luftspalt zwischen den beiden Plättchen bildet. Die Glasplättchen werden mit Licht einer Wellenlänge von 700 nm senkrecht zur Oberfläche bestrahlt. Dabei treten 5 dunkle Interferenzstreifen pro cm auf. Geben Sie eine obere und eine untere Grenze für die Dicke des Haars an. (4 Punkte) 3.
Ein hypothetischer Kreisprozess bestehe aus einem linearen Expansionsschritt (p=aV+b) und einem isothermen Kompressionsschritt. Die Maschine arbeite zwischen den beiden Punkten p1= 2 bar, V1 = 11.5 l und p2 =1 bar, V2 =23 l und werde mit einem Mol eines zweiatomigen idealen Gases betrieben. Berechnen Sie die gesamte Arbeit über einen Zyklus. (4 Punkte) Theoretischer Teil: Physik 2 Prüfung, 25.06.2014 (2 Fragen nach Wahl beantworten) 1. Skizzieren Sie die Strahlengänge eines Mikroskops und eines Fernrohrs. Diskutieren Sie die Unterschiede, insbesondere den Einfluss der Brennweiten von Objektiv und Okular auf die Gesamtvergrößerung der beiden optischen Geräte. (4 Punkte) 2. Ein Volumen eines idealen Gases bei einer Temperatur T enthalte genau ein Mol eines zweiatomigen Moleküls. a) Berechnen Sie die thermische Geschwindigkeit, die innere Energie und die Wärmekapazitäten cV und cp dieses Gases. b) Skizzieren Sie die Geschwindigkeitsverteilung nach Maxwell‐Boltzmann in einem Diagramm für 2 unterschiedliche Temperaturen (T2 > T1) und zeichnen Sie jeweils näherungsweise die thermische, die mittlere und die wahrscheinlichste Geschwindigkeit ein. (4 Punkte). 3. Berechnen Sie allgemein die Entropieänderung eines idealen Gases für eine reversible Zustandsänderung von einem Zustand (p1, T1) zu einem Zustand (p2, T2). Beachten Sie bitte: V ist nicht konstant (keine isochore Zustandsänderung)! (4 Punkte).