Verständnisfragen zu Kapitel 7 Seite 1 von 4 Seiten
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<strong>Verständnisfragen</strong> <strong>zu</strong> <strong>Kapitel</strong> 7<br />
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7.1<br />
In welcher Größenordnung liegt die elektrische<br />
Spannung zwischen Anode und Kathode einer<br />
Röntgenröhre für die medizinische Diagnostik?<br />
A 0,1 mV<br />
B 0,1 mV A n × c = c 0<br />
C 0,1 V B n × c 0 = c<br />
D 0,1 kV C c 0 - c = n<br />
E 0,1 MV D 1/c 0 = 1/c = 1/c<br />
7.2<br />
Zwei Sammellinsen mit derselben optischen<br />
Achse stehen so hintereinander, daß der<br />
hintere Brennpunkt der ersten Linse (F1') mit<br />
dem vorderen Brennpunkt der zweiten Linse<br />
(F2) <strong>zu</strong>sammenfällt (siehe Skizze). Für ein <strong>von</strong><br />
links achsenparallel einfallendes schmales<br />
Parallellichtbündel mit dem Durchmesser d gilt<br />
dann:<br />
7.4<br />
Wie sind die Lichtgeschwindigkeit c in einem<br />
Medium, die Brechzahl n des Mediums und die<br />
Vakuumlichtgeschwindigkeit c o miteinander<br />
verknüpft?<br />
E<br />
1/c 0 = 1/c = n<br />
7.5<br />
Ein Lichtstrahl trifft auf eine mit Wasser gefüllte<br />
Küvette.<br />
Welcher Lichtweg durch das Gefäß ist<br />
möglich?<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
Nach dem Austritt aus Linse 2 ist das<br />
Bündel konvergent.<br />
Nach dem Austritt aus Linse 2 ist das<br />
Bündel divergent.<br />
Nach dem Austritt aus Linse 2 ist das<br />
Bündel achsenparallel aber mit einem<br />
kleineren Durchmesser als d.<br />
Nach dem Austritt aus Linse 2 ist das<br />
Bündel achsenparallel mit dem<br />
gleichen Durchmesser wie beim<br />
Eintreten.<br />
Nach dem Austritt aus Linse 2 ist das<br />
Bündel achsenparallel aber mit einem<br />
größeren Durchmesser als d.<br />
7.6<br />
Beim Auge ist die Brechkraft<br />
A direkt proportional <strong>zu</strong>m<br />
Krümmungsradius der brechenden<br />
Fläche<br />
B der nahakkommodierten Linse größer<br />
als die der Cornea<br />
C für divergent einfallende Strahlen<br />
kleiner als für parallel einfallende<br />
7.3<br />
Strahlen<br />
Welche Aussage trifft nicht <strong>zu</strong>? D für kurzwellige Strahlen größer als für<br />
Beim Übergang monochromatischen Lichts<br />
langwellige<br />
<strong>von</strong> einem optisch dichteren <strong>zu</strong> einem optisch<br />
dünneren Medium<br />
E in der vertikalen und horizontalen<br />
Ebene normalerweise gleich<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
vermindert sich die<br />
Lichtgeschwindigkeit<br />
bleibt die Frequenz des Lichts<br />
unverändert<br />
vergrößert sich die Lichtwellenlänge<br />
wird das Licht vom Einfallslot weg<br />
gebrochen<br />
kann Totalreflexion auftreten<br />
7.1: E 7.2: E 7.3: A 7.4: B 7.5: D 7.6: D
<strong>Verständnisfragen</strong> <strong>zu</strong> <strong>Kapitel</strong> 7<br />
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7.7 7.10<br />
Steht bei einer Sammellinse der Gegenstand<br />
außerhalb der doppelten Brennweite, so ist<br />
das Bild<br />
Eine Welle trifft schräg auf die Grenzfläche<br />
zweier Medien unterschiedlicher Brechzahl.<br />
Welche Eigenschaften der Welle ändern sich<br />
bei ihrem Übergang vom einen in das andere<br />
Medium?<br />
A reell, vergrößert und steht außerhalb 1 die Ausbreitungsrichtung<br />
der doppelten Brennweite<br />
2 die Frequenz<br />
B reell, verkleinert und steht außerhalb 3 die Wellenlänge<br />
der doppelten Brennweite<br />
4 die Ausbreitungsgeschwindigkeit<br />
C reell, vergrößert und steht innerhalb<br />
der doppelten Brennweite A nur 1 ist richtig<br />
D reell, verkleinert und steht innerhalb<br />
B nur 1 und 2 sind richtig<br />
der doppelten Brennweite<br />
C nur 2 und 3 sind richtig<br />
E virtuell und vergrößert D nur 1, 3 und 4 sind richtig<br />
E 1 - 4 = alle sind richtig<br />
7.8<br />
Eine monoenergetische γ-Strahlung werde in 7.11<br />
einer Bleischicht <strong>von</strong> 8mm Dicke <strong>zu</strong>r Hälfte<br />
absorbiert, <strong>zu</strong>r Hälfte durchgelassen. Welcher<br />
Anteil der Strahlung wird dann <strong>von</strong> einer<br />
Bleischicht <strong>von</strong> 24mm Dicke durchgelassen?<br />
Ordnen Sie die folgenden elektromagnetischen<br />
Wellen nach ihrer Wellenlänge!<br />
- weiche Röntgenstrahlung λ 1<br />
- γ-Strahlung λ 2<br />
- sichtbares Licht λ 3<br />
A 1/3 - Radiokurzwellen λ 4<br />
B 1/6<br />
C 1/8 A λ 4 < λ 3 < λ 1 < λ 2<br />
D 1/16 B λ 2 < λ 1 < λ 3 < λ 4<br />
E 1/27<br />
C λ 4 < λ 1 < λ 2 < λ 3<br />
D λ 3 < λ 4 < λ 2 < λ 1<br />
7.9<br />
Auf eine planparallele Platte, einen ebenen<br />
Spiegel, ein Prisma, eine Bikonvexlinse und<br />
eine Plankonvexlinse (alle in Luft) falle je ein<br />
Strahl monochromatischen Lichts, wie in den<br />
Abbildungen (A) - (E) angegeben.<br />
Welcher der skizzierten Strahlengänge ist nicht<br />
möglich?<br />
E λ 1 < λ 2 < λ 3 < λ 4<br />
7.12<br />
Eine dünne Sammellinse der Brennweite 15<br />
cm entwirft <strong>von</strong> einem 20 cm entfernten<br />
Gegenstand ein Bild. Dann gilt für Bild und<br />
Bildweite:<br />
Bild Bildweite<br />
A vergrößert 60 cm<br />
B vergrößert 45 cm<br />
C vergrößert 30 cm<br />
D verkleinert 60 cm<br />
E verkleinert 45 cm<br />
7.13<br />
Welche Aussage trifft nicht <strong>zu</strong>? Bei der<br />
Brechung <strong>von</strong> Licht der Wellenlänge λ beim<br />
Übergang <strong>von</strong> einem optisch dünneren <strong>zu</strong><br />
einem optisch dichteren Medium gilt:<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
Das Licht wird <strong>zu</strong>m Einfallslot hin<br />
gebrochen.<br />
Die Wellenlänge verringert sich.<br />
Die Brechzahlen der Medien hängen<br />
<strong>von</strong> der Wellenlänge des Lichtes ab.<br />
Die Frequenz des Lichtes verringert<br />
sich.<br />
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird<br />
erniedrigt.<br />
7.7: D 7.8: C 7.9: C 7.10: D 7.11: B 7.12: A 7.13: D
<strong>Verständnisfragen</strong> <strong>zu</strong> <strong>Kapitel</strong> 7<br />
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7.14<br />
7.17<br />
Sphärische Sammellinsen zeigen den<br />
Ordnen Sie der angegebenen photometrischen<br />
Abbildungsfehler der chromatischen<br />
Größen in Liste 1 die entsprechende Einheit<br />
Aberration,<br />
aus Liste 2 <strong>zu</strong>!<br />
weil<br />
Liste 1<br />
die Brechzahl des Linsenmaterials <strong>von</strong> der<br />
Beleuchtungsstärke<br />
Wellenlänge des Lichts abhängt. Liste 2<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
Aussage 1 ist richtig, Aussage 2 ist<br />
A Candela<br />
richtig, Verknüpfung ist richtig B Candela × Sterad<br />
Aussage 1 ist richtig, Aussage 2 ist<br />
C Lumen<br />
richtig, Verknüpfung ist falsch D Lux<br />
Aussage 1 ist richtig, Aussage 2 ist<br />
E Lux × (Meter) -2<br />
falsch, keine Verknüpfung möglich<br />
Aussage 1 ist falsch, Aussage 2 ist<br />
7.18<br />
richtig, keine Verknüpfung möglich<br />
Von welcher der folgenden Größen hängt das<br />
Aussage 1 ist falsch, Aussage 2 ist<br />
maximal erreichbare Auflösungsvermögen des<br />
falsch, keine Verknüpfung möglich<br />
Mikroskops ab?<br />
7.15<br />
Ein Lichtstrahl fällt auf die gekrümmte <strong>Seite</strong><br />
einer halbkugelförmigen Glaslinse in Luft.<br />
Welcher der gezeichneten Strahlenverläufe ist<br />
möglich?<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
<strong>von</strong> der Brennweite der Okularlinse<br />
<strong>von</strong> der Brennweite der Objektivlinse<br />
vom Abstand Objektiv - Okular<br />
<strong>von</strong> der Wellenlänge des verwendeten<br />
Lichts<br />
<strong>von</strong> der Intensität des verwendeten<br />
Lichts<br />
7.19<br />
Das vom Objektiv eines Mikroskops erzeugte<br />
Zwischenbild ist<br />
7.16<br />
Ordnen Sie der angegebenen photometrischen<br />
Größen in Liste 1 die entsprechende Einheit<br />
aus Liste 2 <strong>zu</strong>!<br />
Liste 1<br />
Lichtstärke<br />
Liste 2<br />
A Candela<br />
B Candela × Sterad<br />
C Lumen<br />
D Lux<br />
E Lux x (Meter) -2<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
vergrößert, reell, umgekehrt<br />
vergrößert, virtuell, umgekehrt<br />
vergrößert, virtuell, aufrecht<br />
verkleinert, reell, umgekehrt<br />
verkleinert, virtuell, umgekehrt<br />
7.14: A 7.15: D 7.16: A 7.17: D 7.18: D 7.19: A
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7.1 Antwort E ist richtig<br />
Je höher die Spannung, um so kurzwelliger<br />
und „härter“ die Röntgenstrahlung. <strong>Kapitel</strong><br />
7.5.4.<br />
7.2 Antwort E ist richtig<br />
Achsparallele Bündel werden in den<br />
Brennpunkt fokussiert. Vom Brennpunkt<br />
ausgehende Strahlen kommen Achsparallel<br />
heraus. <strong>Kapitel</strong> 7.2.6<br />
7.3 Antwort A ist richtig<br />
Im optisch dünneren Medium ist die<br />
Lichtgeschwindigkeit größer. <strong>Kapitel</strong> 7.2.3.<br />
7.4 Antwort B ist richtig<br />
n = c/c 0 ist die Definition des Brechungsindex.<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.2.3.<br />
7.5 Antwort D ist richtig<br />
Stichwort Brechungsgesetz: Wasser ist optisch<br />
dichter als Luft, deshalb wird das Licht<br />
<strong>zu</strong>nächst <strong>zu</strong>m Lot hin, und dann beim Austritt<br />
aus der Küvette vom Lot weg gebrochen. Der<br />
Ausfallswinkel beim Eintritt in die Küvette kann<br />
aber nicht wie bei B größer als 90° werden.<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.2.3.<br />
7.6 Antwort D ist richtig<br />
Da für fast alle Materialien der Brechungsindex<br />
für blaues kurzwelliges Licht größer ist als für<br />
langwelliges, ist das auch bei der Brechkraft<br />
aller Linsen so. Die Brechkraft hängt zwar vom<br />
Krümmungsradius ab, ist aber nicht<br />
proportional <strong>zu</strong> ihm (A). Die Brechkraft der<br />
gekrümmten Hornhaut ist immer größer als die<br />
der Augenlinse (B). Divergent einfallende<br />
Strahlen kommen <strong>von</strong> näher gelegenen<br />
Objekten, auf die das Auge mit höherer<br />
Brechkraft akkommodiert (C). Die Aussage E<br />
habe ich nicht verstanden. Wie sie immer<br />
gemeint sein mag: da D richtig ist, muß sie E<br />
falsch sein. <strong>Kapitel</strong> 7.2.9.<br />
7.7 Antwort D ist richtig<br />
Stichwort Bildkonstruktion: <strong>Kapitel</strong> 7.2.7.<br />
7.8 Antwort C ist richtig<br />
Im Blei klingt die Intensität exponentiell mit der<br />
Eindringtiefe ab. Die Absorption kann also mit<br />
einer „Halbwertsdicke“ (hier 8 mm)<br />
charakterisiert werden. Stellt man drei mal die<br />
Halbwertsdicke hintereinander, so reduziert<br />
1 3 1<br />
= .<br />
sich die Intensität um den Faktor (<br />
2<br />
)<br />
8<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.3.2 und 7.5.4.<br />
7.9 Antwort C ist richtig<br />
Am Prisma wird das Licht gerade anders<br />
herum gebrochen. <strong>Kapitel</strong> 7.2.3 und Abb. 7.31.<br />
7.10 Antwort D ist richtig<br />
Wellenlänge und Ausbreitungsrichtung ändern<br />
sich weil sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit<br />
ändert. Die Frequenz bleibt gleich. <strong>Kapitel</strong><br />
7.2.3.<br />
7.11 Antwort B ist richtig<br />
γ-Strahlung entsteht vor allem beim<br />
radioaktiven Zerfall. Sie ist am kurzwelligsten<br />
und damit haben die Quanten die höchste<br />
Energie und bewirken die größte Schädigung.<br />
Weiche Röntgenstrahlung kann auch noch<br />
schädigen Licht und Radiowellen nicht mehr.<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.1.2, Abb. 7.5.<br />
7.12 Antwort A ist richtig<br />
Wir brauchen die Abbildungsgleichung:<br />
1 1 1<br />
+ =<br />
20 cm Bildweite 15 cm<br />
Daraus folgt eine Bildweite <strong>von</strong> 60 cm. Da die<br />
Gegenstandsweite kleiner ist als zwei mal die<br />
Brennweite, ist das Bild vergrößert. <strong>Kapitel</strong><br />
7.2.7.<br />
7.13 Antwort D ist richtig<br />
siehe Aufgabe 7.10. <strong>Kapitel</strong> 7.2.3.<br />
7.14 Antwort A ist richtig<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.2.5.<br />
7.15 Antwort D ist richtig<br />
Dasselbe Spiel wie eben.<br />
7.16 Antwort A ist richtig<br />
Reines Vokabellernen. Tabelle in <strong>Kapitel</strong> 7.3.1.<br />
7.17 Antwort D ist richtig<br />
siehe eben.<br />
7.18 Antwort D ist richtig<br />
Das Auflösung ist durch<br />
Beugungserscheinungen begrenzt, die <strong>von</strong> der<br />
Wellenlänge abhängen. Der reine<br />
Vergrößerungsfaktor ist nicht entscheidend.<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.4.5.<br />
7.19 Antwort A ist richtig<br />
<strong>Kapitel</strong> 7.2.1, Abb. 7.50.
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