Optik

[miriam]

Hi liebes Forum!
Ich komm bei den folgenden Mc Fragen einfach nicht auf die richtige Lösung. Kann mir vielleicht jemand weiter helfen?
1. Bei der mit dem Spiegel versteh ich nicht, warum es 150cm sind. Ich hätte 125cm angekreuzt. Ich versteh nicht wo die 25cm
mehr herkommen.
2. Bei der mit den Intensitäten komm ich auf 9/4 I1 statt auf 4/9 I1.
Vielen liebe Dank schon mal!
Ein schönes Wochenende weiterhin!
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[Dr. Bastian Breustedt]

Hallo Miriam,

zur ersten Frage:
Es gilt: Bildweite = Gegenstandsweite, oder einfacher gesagt das Bild erscheit im selben Abstand hinter dem Spiegel, in dem der Gegensatnd vor dem Spiegel steht.

Der Abstand von der Person zum ersten Spiegel ist 1m, der kleine Spiegel is 25cm dahinter. Das Bild des Spiegels erscheint also 1,25m hinter dem großen Spiegel. Ich nehme an so kommst Du auf die 1,25cm.

Gefragt ist aber nach dem Bild des Hinterkopfes der Person im kleinen Spiegel. Das erscheint 25cm hinter dem kleinen Spiegel. Also in einem Abstand von 1m + 25cm + 25cm = 1,5m vom großen Spiegel entfernt. Es wird dann auch 1,5m hinter diesem zu sehen sein.
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zur zweiten Frage:

Es gilt das 1/r^2-Abstandsgesetz, d.h. die Intensität nimmt proportional zu 1 durch r hoch zwei ab. Die Abstände sind 2m und 3m, d.h. die Faktoren aus dem Gesetz sind 4=2^2 und 9=3^2.
Am schnellsten kannst Dir jetzt überlegen, dass die Intensität kleiner werden muss, also 4/9 richtig sein muss und nicht 9/4 (=2,25>1). Alternativ kannst Du auch rechnen. Die Formel für r=2 durch die Formel für r=3, dann kommt wegen 1/r^2 ebenfalls 4/9 heraus..
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zur dritten Frage:

Die Frequenz f der Lichtwelle gibt über E=h*f Ihre Energie an, die Energie ist immer erhalten (Energieerhaltungssatz), Sie ändert sich nicht beim Eintritt in ein Material mit anderem Brechungsindex. Daher sind die Aussagen1 und 5 falsch und damit die Antworten A,B,D,E, es bleibt also nur noch C möglich.
Genauer:
Durch den Energieerhaltungssatz bleibt die Frequenz erhalten, damit sind die Aussagen 1 und 5 falsch.
Die Amplitude und die Ausbreitungsgeschwindikeit haben keinen Zusammenhang, daher ist Aussage 4 ebenfalls falsch.
Die Definition des Brechungsindex erfolgt über die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium, verglichen mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit c im Vakuum (die maximal ist). n=1,5=3/2 bedeutet also dass die Geschwindigkeit auf den Wert c/1,5=c/(3/2)=c*2/3 sinkt. Aussage 3 ist damit richtig. Für Wellen gilt c=lambda*f mit der Wellenlänge lambda. Wenn c auf 2/3 sinkt muss da f konstant ist (Energieerhaltung, s.o.) auf lambda auf den Wert 2/3 sinken. Aussage 2 ist damit auch richtig.
Also ist Anwort C "nur Aussagen 2 und 3 sind richtig " richtig.

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zur vierten Frage:
Hier geht es um die Fehlerrechnung. Allgemein gilt bei der Addition bzw. Subtraktion von fehlerbehafteten Größen werden die absoluten Fehler addiert. Die gesuchte Brechhkraft D2 wird berechnet aus Gesamtbrechkraft Dges minus Einzelbrechkrafte D1 (D2 = Dges -D1). Für die absoluten Fehler gilt das oben gesagte also gilt für den absoluten Fehler von D2 = absoluter Fehler von Dges (0,5 dpt) plus absoluter Fehler von D1 (0,5dpt) also
0,5dpt + 0,5dpt = 1 dpt. Also ist Antwort A die richtige.


Viele Grüße
Bastian Breustedt

[miriam]

Hi erstmal vielen vielen Dank für die Hilfe!
zu 1. Genau , so bin ich auf die 1,25cm gekommen, weil man ja im kleinen Spiegel den Hinterkopf des Männchens sieht, also 1,25cm dahinter.
Hm irgendwie verwirrt mich das noch immer mit den zusätzlichen 25cm.
Die anderen hab ich verstanden .
Vielen vielen Dank nochmal für die Hilfe!

[miriam]

Ich hab leider noch 2 weitere Optik Fragen
zu 2. ich versteh nicht warum nb < na ist, ich hätte gedacht, es ist umgekehrt, weil ja
nach links gebrochen wird, deshalb müsste doch Medium b dichter sein als a
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[karl]

zu Aufgabe 2:
Beim Übergang vom optisch dünneren zum optisch dichteren Medium wird der Strahl zum Lot hin gebrochen.
Beim Übergang vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium wird der Strahl vom Lot weg gebrochen.

Es wird in der Grafik 2mal vom Lot weg gebrochen. optisch dichtere Medien haben einen höheren Brechungsindex.

[miriam]

Das mit dem optisch dünner dicker und wie was gebrochen wird, weiß ich, nur hab ichs mir falsch vorgestellt. Ich hab den Strahl 2 mal zum Lot hin gebrochen gesehen. Ich hab fälschlicherweise, keine Ahnung warum, die Grenzflächen als Lot genommen oh man , aber jetzt hab ichs verstanden bzw kanns mir richtig vorstellen vielen vielen Dank! Hat jemand noch ne Lösung für die 1. Aufgabe?

[Dr. Bastian Breustedt]

Hallo Miriam,

Du kannst Dir die Aufgabe mit den Spiegeln auch zweigeteilt denken und dann zusammensetzen.
1. Das Bild des Hinterkopfes erscheint 25cm hinter dem kleinen Spiegel (der Kopf ist ja 25cm davon entfernt).
2. Das Bild des kleinen Spiegels selbst erscheint in 1m (Abstand Person - großer Spiegel) + 25cm (Abstand Person - kleiner Spiegel) also 125cm vom großen Spiegel entfernt.
Das Bild des Hinterkopfes erscheint dann 25cm + 125cm = 150cm hinter dem großen Spiegel.

Ich glaube Du hast angenommen das Bild des Hinterkopfes erscheint auf der Oberfläche des kleinen Spiegels, der ja nur 125cm Abstand hat. Du musst aber immer die Abbildungsabstände berücksichtigen.

Viele Grüße
Bastian Breustedt

[Dr. Bastian Breustedt]

Hallo Miriam,

die Aufgabe mit dem gebrochenen Lichtstrahl hat Karl ja bereits richtig beantwortet.
Für die Molekülschwingung gilt, dass die Schwingungsfrequenz proportrional zur Wurzel der Kraftkonstanten ist. Daher kommt wenn Du die Kraftkonstante verdoppelst (2x) für die Schwingungsfrequenz ein Faktor Wurzel(2)=1,4 dazu. Antwort B ist demnach richtig.

Viele Grüße
Bastian Breustedt

[miriam]

Hallo, vielen vielen Dank nochmal für die Erklärungen!

zum Spiegel: Genauso hab ich gedacht. Ich hab mich irgendwie von der Aussage "im kleinen Spiegel abgebildeten Hinterkopf" verwirren lassen .
zur Frequenzaufgabe: Ich hab nochma nachgeschaut, laut CD ist Antwort C) fa = 0,7*fb richtig. Irgendwie verwirrt mich das jetzt bissl

[Dr. Bastian Breustedt]

Hallo Miriam,

bei den Molekülschwingungen ist Antwort C) fa = 0,7*fb richtig. Wenn es um die Massen geht, ist der Faktor 0,7= 1/Wurzel(2). Da habe ich wohl die Aufgabenstellung nicht richtig gelesen und bin von doppelten KRaftkonstanten ausgegangen. Entschuldige die Verwirrung.

Viele Grüße
Bastian