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Optik

Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Gesetz oder Formel kennen, Werte einsetzen, ausrechnen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Klausur.

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Aufgabenblock — AFB I

Diese Übung deckt alle Unterkapitel des Themas „Optik“ ab. Du löst 10 Standardaufgaben der Anforderungsstufe AFB I (Reproduzieren) — also: Gesetz oder Formel kennen, Werte einsetzen, ausrechnen. Diese Aufgaben sind die sicheren Punkte in jeder Klausur. Wer hier flott durchkommt, hat die Grundlage. Bei jeder Aufgabe gibt es bei Bedarf eine Formel-Erinnerung und die Lösung.

A1
Schatten — Kernschattenhöhe
AFB I

Eine punktförmige Lampe steht 40 cm vor einem 30 cm hohen Körper. Der Schirm ist 120 cm von der Lampe entfernt. Wie hoch ist der Kernschatten auf dem Schirm?

cm
Zentrische Ähnlichkeit: Lampe, Körperkante und Schattenkante liegen auf einer Geraden. Also Höhe : 30 = 120 : 40.
Lösung anzeigen
Höhe = 30 · (120 : 40) = 30 · 3 = 90 cm
Lampe Körper 30 cm Schirm 40 cm 120 cm ab Lampe
Geradlinige Ausbreitung → Strahlensatz
A2
Reflexionsgesetz — Reflexionswinkel
AFB I

Ein Lichtstrahl trifft unter dem Einfallswinkel α = 34° auf einen ebenen Spiegel. Wie groß ist der Reflexionswinkel α′?

°
Reflexionsgesetz: α = α′. Beide Winkel werden zum Lot gemessen, nicht zur Spiegelfläche.
Lösung anzeigen
α′ = α = 34°
α = 34° α′ = ? Lot Spiegel
Winkel immer zum Lot
A3
Brechungsgesetz — Brechungswinkel
AFB I

Licht fällt aus Luft (n1 = 1,00) unter α = 30° auf eine Glasoberfläche (n2 = 1,5). Berechne den Brechungswinkel β. Runde auf eine Nachkommastelle.

°
Snellius: n1 · sin α = n2 · sin β. Also sin β = 1,00 · sin 30° : 1,5 = 0,5 : 1,5.
Lösung anzeigen
sin β = 0,5 : 1,5 = 0,3333 → β = sin−1(0,3333) = 19,5°
α = 30° β = ? Luft n₁ = 1,00 Glas n₂ = 1,5
Ins dichtere Medium: zum Lot hin

Wie war es?

Wie sicher fühlst du dich nach diesen 10 AFB-I-Aufgaben?