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Übungsaufgaben
Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt Ihnen sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.
A1
Leuchtmuster in doppelter Brennweite
AFB IEin LED-Leuchtmuster steht genau in doppelter Brennweite vor einer Sammellinse; hinter der Linse wird ein Schirm scharf gestellt. Zeichnen Sie das Schirmbild Kästchen für Kästchen ein.
Wählen Sie unten eine Farbe und klicken (oder ziehen) Sie über die Kästchen auf dem Schirm — ein zweiter Klick mit derselben Farbe löscht. Tastatur: Tab in das Schirm-Raster, Pfeiltasten wandern, Enter färbt, 1–2 wählt die Farbe, Entf löscht.
Bei g = 2f entsteht ein reelles Bild, also umgekehrt: oben und unten und links und rechts vertauscht (um 180° gedreht). Zugleich ist es gleich groß, weil auch b = 2f ist – das Muster behält seine Kästchenzahl.
Welche Bildart entsteht bei g = 2f – reell oder virtuell? Was folgt daraus für die Lage des Bildes?
Reell heißt umgekehrt: oben ↔ unten und links ↔ rechts. Bei g = 2f ist das Bild außerdem genau gleich groß.
A2
Bereich und Bildbeschreibung verbinden
AFB IIOrdnen Sie jedem Bereich der Gegenstandsweite die zugehörige Bildweite und Bildbeschreibung zu.
Links einen Bereich anklicken, dann rechts die passende Beschreibung.
Der Blick auf die Bildweiten zeigt das Ordnungsprinzip: g und b verhalten sich gegenläufig. Ist g groß, ist b klein — und umgekehrt. Der Punkt g = 2f ist der einzige, in dem beide gleich sind; er ist zugleich der Ort mit dem kleinstmöglichen Abstand zwischen Gegenstand und Bild.
Beginnen Sie mit den Grenzfällen g = 2f und g = f – dort ist die Zuordnung am eindeutigsten.
g und b sind gegenläufig: g > 2f ↔ f < b < 2f, f < g < 2f ↔ b > 2f; für g < f liegt das Bild auf der Gegenstandsseite.
A3
Eine Linse mit 5 Dioptrien
AFB IIMixEine Sammellinse hat die Brechkraft D = 5 dpt. Eine Kerze steht 30 cm vor der Linse. Bestätigen Sie durch eigene Rechnung alle Aussagen, die zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Auswahl prüfen“.
f = 1/D = 1/(5 m−1) = 0,20 m = 20 cm, also 2f = 40 cm. Mit 20 cm < g = 30 cm < 40 cm liegt der Fall f < g < 2f vor: Bild reell, umgekehrt, vergrößert, Bildweite b > 2f = 40 cm. Wer 5 dpt als 5 cm liest, landet im falschen Fall.
Rechnen Sie zuerst die Brechkraft in die Brennweite um: f = 1/D, Ergebnis in Metern.
f = 0,20 m = 20 cm, 2f = 40 cm. Die Kerze steht bei 30 cm, also zwischen f und 2f: reell, umgekehrt, vergrößert, b > 40 cm.