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Übungsaufgaben
1Drei Phänomene unterscheidenAFB I
Ordnen Sie jede Beobachtung dem Phänomen zu, das sie erklärt.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Reflexion
2Brechung
3Beugung
Ein einziges Merkmal trennt die drei Fälle sauber: Was passiert mit dem Medium? Bei der Reflexion bleibt die Welle im alten Medium und kehrt um. Bei der Brechung wechselt sie das Medium, ändert dabei ihre Geschwindigkeit und deshalb ihre Richtung. Bei der Beugung bleibt das Medium ebenfalls gleich — hier ist ein Hindernis oder eine Öffnung im Spiel. Wer nur auf „der Strahl knickt ab“ achtet, verwechselt Brechung und Beugung fast zwangsläufig.
2Merkmale ankreuzenAFB I
Kreuzen Sie an, für welches Phänomen die jeweilige Aussage zutrifft. Mehrfachnennungen sind möglich.
Klicke die Felder an, die zutreffen. Ein zweiter Klick nimmt das Kreuz wieder zurück.
| Aussage | Reflexion | Brechung | Beugung |
|---|---|---|---|
| Die Welle bleibt im selben Medium | |||
| Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ändert sich | |||
| Es gilt α = α′ | |||
| Ein Hindernis oder ein Spalt ist nötig | |||
| Es gilt n1·sin α = n2·sin β | |||
| Der Effekt ist am stärksten, wenn die Öffnung etwa λ breit ist |
Die erste Zeile ist der wichtigste Merksatz: Nur die Brechung ist an einen Medienwechsel gebunden — sie ist die direkte Folge der geänderten Ausbreitungsgeschwindigkeit. Reflexion und Beugung laufen dagegen vollständig im alten Medium ab. Deshalb ist auch nur bei der Brechung eine Brechzahl im Spiel, während bei der Beugung ausschließlich das Verhältnis von Öffnungsbreite zu Wellenlänge zählt.
3Bauteile im StrahlenschemaAFB I
Zeigen Sie im Schema auf das jeweils gesuchte Element.
Lies die Frage über dem Schema und klicke das passende Feld an. Es kommen vier Fragen nacheinander.
Alle vier Elemente gehören in jede saubere Skizze. Zeichnen Sie zuerst die Grenzfläche, dann das Lot senkrecht dazu — und erst danach die Strahlen. Der häufigste Fehler entsteht schon beim Zeichnen: Wer das Lot weglässt, misst die Winkel unwillkürlich zur Grenzfläche und erhält dann für α und β jeweils den Komplementärwinkel, also 90° minus den richtigen Wert.