Azubiworld partner

Optik Grundlagen / Grundwissen

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 29. September 2016 um 19:27 Uhr

Mit den Grundlagen der Optik befassen wir uns in diesem Artikel. Wir starten hiermit:

  • Erklärungen zu den Grundlagen der Optik: Was ist Licht? Was besagt das Reflexionsgesetz? Wie wird Licht gebrochen?
  • Beispiele zu den Grundlagen der Optik, in Form typischer Aufgaben von Klausuren.
  • Aufgaben / Übungen damit ihr selbst üben könnt.
  • Ein Video um euch die Grundlagen der Optik noch einmal näher zu bringen.
  • Ein Frage- und Antwortbereich mit typischen Fragen zu den Grundlagen der Optik.

Was sind denn nun die Grundlagen der Optik? Nun, darunter versteht jeder etwas anderes. Manche verstehen darunter ganze Bücher. Aber das würde den Artikel hier sprengen. Wir sehen uns hier also die Grundlagen der Grundlagen an. Und weiterführende Themen werden dann im Anschluss verlinkt.

Erklärung Optik Grundlagen

Worum dreht sich die Optik? Nun, natürlich erst einmal um Licht. Aber was ist Licht eigentlich? Das erklärt man mit zwei verschiedenen Modellen.

Was ist ein Lichtstrahl?

Modell Lichtstrahl: Licht breitet sich gradlinig aus. Und zwar solange, bis das Licht von einem Objekt gestoppt wird. Mit dieser Vorstellung kann man die Ausbreitung des Lichtes im Raum, an Linsen und an Spiegeln beschreiben.

Grundlagen Optik: Modell Lichtstrahl

Modell Welle: Licht kann man auch als elektromagnetische Welle ansehen. Diese können durch das Vakuum reisen, so kommt das Licht auch von der Sonne bis zur Erde. Das Auge des Menschen kann Licht wahrnehmen, dass zwischen 380 nm und 780 nm liegt. Man stellt diese Wellen mit einer Sinus-Funktion dar.

Grundlagen Optik Welle

Reflexionsgesetz:

Werfen wir als nächstes einen Blick auf das Reflexionsgesetz. Dies gilt dann, wenn ein Lichtstrahl auf eine spiegelnde Oberfläche trifft. Dieser wird dann an der Grenzfläche zurückgeworfen. In diesem Fall gilt das Reflexionsgesetz. Es besagt:

  • Einfallswinkel = Ausfallswinkel

Grundlagen Optik Reflexionsgesetz

Lichtbrechung:

Auch die Lichtbrechung gehört zu den Grundlagen der Optik. Geht doch mal ins Schwimmbad und dort an den Beckenrand. Schaut nun ins Wasser: Dann solltet ihr sehen, dass das was ihr im Wasser seht irgendwie ein bisschen komisch wirkt. Es sollte dann so wirken, als hättet ihr einen "Knick" in der Optik.

Also ein Becken mit Wasser.

Grundlagen Optik Lichtbrechung Bild 1

Und von oben kommt ein Lichtstrahl.

Grundlagen Optik Lichtbrechung Bild 2

Wie man aus der Grafik sehen kann, wird das Licht gebrochen. Damit kann man auch rechnen. Dazu ändern wir die Grafik von eben zu:

Grundlagen Optik Winkel

Und es gelten dann diese Formeln / Gleichungen:

Grundlagen Optik Formeln

Beispiele Grundlagen Optik

In diesem Abschnitt sollen noch einige Beispiele zu den Grundlagen der Optik behandelt werden. Diese Beispiele entsprechen typischen Aufgaben zu den Grundlagen der Optik, die auch gerne in Prüfungen / Klausuren gestellt werden.

Beispiel 1:

Ein Lichtstrahl trifft auf eine spiegelnde Oberfläche unter einem Einfallswinkel von 30 Grad? Wie groß ist der Ausfallswinkel?

Lösung: Da Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich groß sind, muss auch der Ausfallswinkel 30 Grad sein.

Beispiel 2:

Ein Lichtstrahl trifft unter einem Winkel von 45 Grad auf Wasser. Die Brechzahl sei n = 1,3. Wie groß ist der Ausfallswinkel?

Lösung: Wir stellen die Formel um und setzen ein. Der Taschenrechner muss auf DEG gestellt werden. Um dann nach Beta umzustellen, müssen wir dann den arcsin von 0,543928 bilden.

Grundlagen Optik Lichtbrechung

Weitere Beispiele zur Lichtbrechung findet ihr in unserem Artikel Lichtbrechung.

Aufgaben / Übungen Optik

Aufgabe 1: Was besagt das Reflexionsgesetz?

Überspringen »


Du hast 0 von 2 Aufgaben erfolgreich gelöst.

Videos Optik Grundlagen

Grundlagen Optik Video

In diesem Video geht es um einige absolute Grundlagen aus dem Bereich der Optik, sprich hier bekommt ihr einen ersten Einstieg in dieses Gebiet der Physik. Dabei geht es um die optische Abbildung bzw. den Abbildungsmaßstab. Die Optik ist die Wissenschaft rund um das Licht (und die Sonne). Auch auf andere Lichtquellen wie die Glühbirne und auch auf den Lichtstrahl und dessen geradlinige Ausbreitung wird eingegangen. Als nächstes werden Eigenschaften von durchsichtigen und undurchsichtigen Körpern besprochen. Mit diesem Wissen geht es an die optische Abbildung und Lochblende. Auf der anderen Seite steht das Bild auf dem Kopf und kann mit dem Abbildungsmaßstab berechnet werden. Auf Begriffe wie Gegenstandsweite und Bildabstand wird auch eingegangen. Dieses Video habe ich auf Youtube.com gefunden.


Nächstes Video »

Grundlagen Optik: Fragen und Antworten

In diesem Abschnitt kümmern wir uns um typische Fragen zu den Grundlagen der Optik.

F: Wie lernt man die Grundlagen der Optik?

A: Nach diesem Artikel solltet ihr einen Blick in den Artikel Lichtbrechung werfen. Und im Anschluss dann das menschliche Auge. Dort werden bereits eine Reihe an Grundlagen zur Optik behandelt. In den Artikeln finden sich jeweils auch Aufgaben zum selbst Lösen. Dies solltet ihr tun.

401 Gäste online