Grundlagen der medizinischen Physik Schuljahr 2011/12

Grundlagen der medizinischen Physik
Schuljahr 2011/12
AUFGABEN 6
(OPTIK)
1. Ein Doppelspalt mit dem Spaltabstand 1,2 mm wird mit einer Quecksilberlampe beleuchtet. Auf
dem 2,73 m entfernten Schirm beobachtet man für jeweils 5 Streifenabstände im grünen Licht
6,2 mm und im blauen Licht 4,9 mm. Berechnen Sie die Wellenlängen.
2. Im Doppelspaltversuch misst man für die Abstände von einem hellen Streifen zum übernächsten
hellen bei rotem Licht 3,5 cm, bei gelbem Licht 3,1 cm und bei grünem Licht 2,5 cm. Die
übrigen Maße sind e=4,95 m und d=0,2 mm. Berechnen Sie die Wellenlängen.
3. Auf einem Schirm im Abstand e=2,55 m vom Gitter (250 Linien pro Zentimeter) wird im
monochromatischen Licht der Abstand der Maxima 1. Ordnung (links und rechts vom
Hauptmaximum 0. Ordnung) zu 8,2 cm, der der 2. Ordnung zu 16,6 cm und der der 3. Ordnung
zu 24,8 cm gemessen. Berechnen Sie die Wellenlänge.
4. Die beiden Maxima 1. Ordnung der grünen Hg-Linie (546,1 nm) haben auf einem e=3,45 m
entfernten Schirm einen Abstand von 18,8 cm. Wie groß ist die Gitterkonstante? Wie viele
Gitterspalte kommen auf 1 cm?
5. Die gelbe Hg-Linie (578 nm) fällt in der 3. Ordnung fast genau mit der blauen Linie in 4.
Ordnung zusammen. Berechnen Sie daraus die Wellenlänge der blauen Linie.
6. Der Durchmesser des Objektivs eines Mikroskops beträgt 2 cm, Brennweite 7 mm. Ein Präparat
wird mit grünem Licht (550 nm) beleuchtet.
a) Berechnen Sie den Öffnungswinkel der Linse.
b) Berechnen Sie die Auflösungsgrenze des Mikroskops.
c) Berechnen Sie das Auflösungsvermögen, wenn man Immersionsöl (Brechzahl 1,5) benutzt?
7. Das infrarote Licht eines CO2 Lasers von 20 W Leistung wird auf eine Kreisfläche von 0,1 mm
Diameter fokussiert. Wie hoch ist die Leistungsdichte (Intensität) des Strahlers?
DEalapgy11_6, 10/19/2011
Grundlagen der medizinischen Physik
Schuljahr 2011/12
AUFGABEN 6
(OPTIK)
LÖSUNGEN:
1. 547 nm, 431 nm
2. 707 nm, 626 nm, 505 nm
3. (643, 651, 648) nm, Durchschnitt 647,3 nm
4. 20 µm, 500 Linie/cm
5. 433 nm
6. a) 110º
7. 2,5·109 W/m2
DEalapgy11_6, 10/19/2011
b) 671,4 nm
c) (447,6 nm) 2,23 106 m-1