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Aufgabe

Frequenzen und Wellenlängen

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Glassorte
Brechungsindex
Flintglas SF4
1,75
Kronglas FK3
1,46
Quarzglas
1,46

 

a) Bestimmen Sie die Frequenz von Licht, welches im Vakuum die Wellenlänge 500nm besitzt. Welche Farbe ist diesem Licht zuzuordnen?

b) Welche Aussage kann man über Geschwindigkeit, Frequenz und Wellenlänge des obigen Lichts machen, wenn es sich in Kronglas bewegt?

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a) \[ c_0 = f \cdot \lambda_0 \Rightarrow f = \frac{c_0}{\lambda_0} \Rightarrow f = \frac{3,00 \cdot 10^8 \rm{m/s}}{500 \cdot 10^{-9} \rm{m}} \approx 6,00 \cdot 10^{14} \rm{Hz} \]

Licht der Wellenlänge 500nm ist grün.

b) Das Verhältnis der Vakuumlichtgeschwindigkeit c0 und der Lichtgeschwindigkeit im Medium cM ist durch den Brechungsindex gegeben:\[ n = \frac{c_0}{c_M} \Rightarrow c_M = \frac{c_0}{n} \Rightarrow c_M = \frac{3,00 \cdot 10^8}{1,46} \rm{\frac{m}{s}} \approx 2,05 \cdot 10^8 \rm{\frac{m}{s}} \]

Die Frequenz des Lichts im Medium ist die gleiche wie im Vakuum (vgl. erzwungene Schwingungen).

Für die Wellenlänge im Medium gilt:\[ c_M = f \cdot \lambda_M \Rightarrow \lambda_M = \frac{c_M}{f} \Rightarrow \lambda_M = \frac{2,05 \cdot 10^8}{6,00 \cdot 10^{14}} \rm{m} \approx 342 \rm{nm} \]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Optik

Wellenmodell des Lichts