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Polarisation von Licht - Einführung

Grundwissen

  • Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung einer Transversalwelle.
  • Lineare Polarisationsfilter können nur von Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung passiert werden.
  • Laserlicht und das Licht von Computerdisplays ist polarisiert.

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  • Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung einer Transversalwelle.
  • Lineare Polarisationsfilter können nur von Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung passiert werden.
  • Laserlicht und das Licht von Computerdisplays ist polarisiert.

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Botenteilchen

Grundwissen

  • Vermittler der starken Wechselwirkung sind 8 verschiedene Gluonen, die verschiedene Kombinationen an Farbladungen tragen.
  • Vermittler der schwachen Wechselwirkung sind \(W^+\)-, \(W^-\)- und \(Z\)-Bosonen, die eine sehr kurze Lebensdauer und eine sehr geringe Reichweite von ca. \(2\cdot 10^{-18}\,\rm{m}\) haben.
  • Photonen sind die Botenteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung, besitzen keinerlei Ladung und haben daher eine unendliche Reichweite.

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  • Vermittler der starken Wechselwirkung sind 8 verschiedene Gluonen, die verschiedene Kombinationen an Farbladungen tragen.
  • Vermittler der schwachen Wechselwirkung sind \(W^+\)-, \(W^-\)- und \(Z\)-Bosonen, die eine sehr kurze Lebensdauer und eine sehr geringe Reichweite von ca. \(2\cdot 10^{-18}\,\rm{m}\) haben.
  • Photonen sind die Botenteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung, besitzen keinerlei Ladung und haben daher eine unendliche Reichweite.

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Doppelspalt

Grundwissen

  • Das Schirmbild hinter einem Doppelspalt zeigt Beugungs- und Interferenzerscheinungen.
  • Die Lage der Maxima und Minima wird u.a. vom Spaltabstand \(d\) und der Wellenlänge \(\lambda\) beeinflusst.
  • Es gibt Bedingungen für konstruktive und destruktive Interferenz.

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Grundwissen

  • Das Schirmbild hinter einem Doppelspalt zeigt Beugungs- und Interferenzerscheinungen.
  • Die Lage der Maxima und Minima wird u.a. vom Spaltabstand \(d\) und der Wellenlänge \(\lambda\) beeinflusst.
  • Es gibt Bedingungen für konstruktive und destruktive Interferenz.

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Das menschliche Auge - Aufbau und scharfes Sehen

Grundwissen

  • Das menschliche Auge besteht u.a. aus einer (Sammel-)Linse und der Netzhaut, auf die das Bild der Umwelt abgebildet wird.
  • Um einen Gegenstand scharf zu sehen, muss der Gegenstand scharf auf der Netzhaut abgebildet werden.
  • Die Brennweite der Augenlinse verändert sich wenn du nahe bzw. weit entfernte Gegenstände anschaust.

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  • Das menschliche Auge besteht u.a. aus einer (Sammel-)Linse und der Netzhaut, auf die das Bild der Umwelt abgebildet wird.
  • Um einen Gegenstand scharf zu sehen, muss der Gegenstand scharf auf der Netzhaut abgebildet werden.
  • Die Brennweite der Augenlinse verändert sich wenn du nahe bzw. weit entfernte Gegenstände anschaust.

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BRAGG-Reflexion

Grundwissen

  • Elektromagnetische Wellen mit kleinen Wellenlängen wie z.B. RÖNTGEN-Strahlung untersucht man mit Hilfe von Kristallen, die eine regelmäßige Gitterstruktur besitzen
  • Eine elektromagnetische Welle mit einer bestimmten Wellenlänge wird von einem solchen Kristall nur dann reflektiert, wenn sie unter ganz bestimmten Winkeln (Glanzwinkeln) auf den Kristall trifft
  • Zwischen der Wellenlänge \(\lambda\), dem Netzebenenabstand \(d\) des Kristallgitters, den Weiten \(\theta_k \) der Glanzwinkel und der entsprechenden Ordnung \(k\) des Glanzwinkels besteht die sogenannte BRAGG-Gleichung oder BRAGG-Bedingung \(k \cdot \lambda  = 2 \cdot d \cdot \sin \left( \theta_k  \right)\;;\;k \in \left\{ {1\,;\,2\,;\,3\,;\,...} \right\}\)

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  • Elektromagnetische Wellen mit kleinen Wellenlängen wie z.B. RÖNTGEN-Strahlung untersucht man mit Hilfe von Kristallen, die eine regelmäßige Gitterstruktur besitzen
  • Eine elektromagnetische Welle mit einer bestimmten Wellenlänge wird von einem solchen Kristall nur dann reflektiert, wenn sie unter ganz bestimmten Winkeln (Glanzwinkeln) auf den Kristall trifft
  • Zwischen der Wellenlänge \(\lambda\), dem Netzebenenabstand \(d\) des Kristallgitters, den Weiten \(\theta_k \) der Glanzwinkel und der entsprechenden Ordnung \(k\) des Glanzwinkels besteht die sogenannte BRAGG-Gleichung oder BRAGG-Bedingung \(k \cdot \lambda  = 2 \cdot d \cdot \sin \left( \theta_k  \right)\;;\;k \in \left\{ {1\,;\,2\,;\,3\,;\,...} \right\}\)

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Lochkamera (Heimversuch)

Versuche
Versuche

Linsen - Heimversuche

Versuche
Versuche

Schwarzglaspyramide

Versuche
Versuche

Reflexion - Demonstrationsversuch

Versuche
Versuche

Wellenlängenbestimmung mit dem Doppelspalt

Versuche

  • Bestimmung der Wellenlänge \(\lambda\) einer Lichtquelle anhand des Interferenzbildes

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Versuche

  • Bestimmung der Wellenlänge \(\lambda\) einer Lichtquelle anhand des Interferenzbildes

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Seifenblasenoptik (Simulation)

Versuche
Versuche

Infrarot und Ultraviolett

Versuche
Versuche

Heimversuche zum Spiegel

Versuche
Versuche

Doppelspalt

Versuche

  • Demonstration des Auftretens von Intensitätsmaxima und -minima durch Interferenz von Licht
  • Bestätigung der Formel für die Abstände der Intensitätsmaxima
  • Veranschaulichung des Interferenzmusters mit weißem Licht

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Versuche

  • Demonstration des Auftretens von Intensitätsmaxima und -minima durch Interferenz von Licht
  • Bestätigung der Formel für die Abstände der Intensitätsmaxima
  • Veranschaulichung des Interferenzmusters mit weißem Licht

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Das verschwindende Reagenzglas

Versuche

  • Erkenntnisse darüber gewinnen, wann du einen Gegenstand sehen kannst.
  • Auswirkungen gleicher optischer Dichte (Brechzahl) erfahren.

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  • Erkenntnisse darüber gewinnen, wann du einen Gegenstand sehen kannst.
  • Auswirkungen gleicher optischer Dichte (Brechzahl) erfahren.

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Interferenz am FRESNEL-Spiegel

Versuche
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Bewegungsregel

Versuche

  • Untersuchung von Bildweite und Bildgröße bei unterschiedlichen Gegenstandsweiten
  • Herleiten der sog. Bewegungsregel 

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Versuche

  • Untersuchung von Bildweite und Bildgröße bei unterschiedlichen Gegenstandsweiten
  • Herleiten der sog. Bewegungsregel 

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Gekreuzte Polarisationsfilter

Versuche
Versuche

Polarisation durch Streuung

Versuche
Versuche

3D-"Hologramm" durch Reflexion

Versuche
Versuche

Der weggepustete Laserstrahl

Versuche
Versuche

Expansionsnebelkammer

Versuche

Ziel des Versuches ist es, ionisierende Teilchenstrahlung durch ein von ihnen erzeugte Nebelspur in einer Nebelkammer nachzuweisen.

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Versuche

Ziel des Versuches ist es, ionisierende Teilchenstrahlung durch ein von ihnen erzeugte Nebelspur in einer Nebelkammer nachzuweisen.

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Infrarotstrahlung einer Fernbedienung

Versuche

  • Sichtbarmachen der Signale einer Fernbedienung im nahen Infrarot

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Versuche

  • Sichtbarmachen der Signale einer Fernbedienung im nahen Infrarot

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Additive Farbmischung

Ausblick
Ausblick

Regenbogen

Ausblick
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GALILEI- oder holländisches Fernrohr

Ausblick
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