Optik , geometrische Optik

1 Elektromagnetische Wellen
L

Wie "funktioniert" Licht als elektromagnetische Welle ? Welchen Zusammenhang gibt es zwischen der Lichtgeschwindigkeit c und den Feldkonstanten µ und ε ?

Mit welchen Methoden (Theorien, Modellen) werden die im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung (Wellenlängen von 10-12 bis 10+7 m) beobachteten Erscheinungen erklärt? Welche Modelle gint es für den Bereich des sichtbaren Lichtes?

Was spielt bei der Wahl des Modells eine entscheidende Rolle ?

2 Prinzip von Fermat
L Skizziere einige Beispiele für die Anwendung des Prinzips von Fermat.
3 RettungsschwimmerIn
S

Ein Rettungsschwimmer am Punkt A (0,  m) am Strand muss eine ertrinkende Person am Punkt B (100 m,  m) im Wasser retten.

Strand: v1 = 5.0  m/s; Wasser: v2 = 2.0  m/s

Berechne den Weg für die kürzest mögliche Zeit, in der der Rettungsschwimmer von A nach B kommen kann.

4 Planparallele Platte
L,M

Berechne, um wieviel ein Lichtstrahl beim Durchgang durch eine planparallele Platte versetzt wird.

Mit konkreten Zahlenwerten (Dicke der Platte 1  cm; n = 1,4; Einfallswinkel 45°.

Entwickle eine Formel für die Verschiebung.

5 Lichtleiter
L

Berechne für einen Lichtwellenleiter (n gegen Luft), bis zu welchem Winkel gegen die Aussenhülle noch Totalreflexion stattfindet?

Nach welcher Strecke hat in einem solchen Lichtleiter ein gerade durchlaufender Strahl gegenüber einem Strahl auf maximalem Zick-Zack-Kurs eine Laufzeitdifferenz von 1 µs ?

Zahlenwerte: Durchmesser des Lichtleiters d = 1 mm, n = 1.5

 

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