Geometrische Optik lernen: Lichtbrechung, Reflexion, Linsen

Question 1

Welche der folgenden Abbildungsfehler entsteht durch die ungleichmäßige Krümmung der Linsenfläche?

Accepted Answer

Sphärische Aberration

Answer

Astigmatismus

Answer

Koma

Answer

Verzeichnung

Question 2

Welche Farbe des sichtbaren Lichts wird bei der Brechung am stärksten abgelenkt?

Accepted Answer

Violett

Answer

Rot

Answer

Orange

Answer

Blau

Question 3

Welche Anwendung nutzt die Totalreflexion?

Accepted Answer

Glasfaserleitungen

Answer

Hologramme

Answer

Lasersysteme

Answer

Solarzellen

Question 4

Licht, das von Luft in Glas übertritt, wird gebrochen. In welchem Medium wird das Licht stärker gebrochen?

Accepted Answer

Glas

Answer

Luft

Answer

Es wird nicht gebrochen

Answer

Abhängig vom Einfallswinkel

Question 5

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Brechzahl eines Materials?

Accepted Answer

Farbe des Lichts

Answer

Wellenlänge des Lichts

Answer

Temperatur

Answer

Dichte

Question 6

Ein Prisma wird mit parallelen Seitenflächen hergestellt. Welcher der folgenden Faktoren hat den größten Einfluss auf die Ablenkung eines Lichtstrahls durch das Prisma?

Accepted Answer

Brechzahl des Prismas

Answer

Einfallswinkel

Answer

Austrittswinkel

Answer

Dicke des Prismas

Question 7

Welche der folgenden Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichts erzeugt den größten Ablenkungswinkel, wenn es durch ein Prisma geleitet wird?

Accepted Answer

Blaues Licht

Answer

Rotes Licht

Answer

Grünes Licht

Answer

Gelbes Licht

Question 8

Eine Kamera verwendet ein Objektiv, das aus einer Kombination von Sammel- und Zerstreuungslinsen besteht. Welcher der folgenden Zwecke wird dadurch erreicht?

Accepted Answer

Korrektur von Abbildungsfehlern

Answer

Erhöhung der Lichtstärke

Answer

Vergrößerung des Bildes

Answer

Verringerung der Brennweite

Question 9

In einem optischen System wird ein Objekt durch eine Linse abgebildet. Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Abbildung korrekt?

Accepted Answer

Das Bild kann real oder virtuell sein.

Answer

Das Bild ist immer größer als das Objekt.

Answer

Das Bild ist immer aufrecht.

Answer

Das Bild liegt immer auf der gleichen Seite der Linse wie das Objekt.

Question 10

Welches Phänomen beschreibt die Richtungsänderung des Lichts an der Trennfläche zwischen zwei optischen Medien?

Accepted Answer

Brechung

Answer

Reflexion

Answer

Abbildung

Answer

Zerstreuung

Question 11

Wann tritt Totalreflexion auf?

Accepted Answer

Wenn der Einfallswinkel den kritischen Winkel überschreitet

Answer

Wenn sich die Lichtbrechung vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium ändert

Answer

Wenn sich die Lichtbrechung vom optisch dünneren zum optisch dichteren Medium ändert

Answer

Wenn der Einfallswinkel kleiner als der kritische Winkel ist

Question 12

Welche Art von Linse bildet ein reelles Abbild?

Accepted Answer

Sammellinse

Answer

Zerstreuungslinse

Answer

Zylinderlinse

Answer

Fresnellinse

Question 13

Die Brennweite einer Sammellinse ist:

Accepted Answer

Immer positiv

Answer

Immer negativ

Answer

Positiv für konvexe Linsen und negativ für konkave Linsen

Answer

Negativ für konvexe Linsen und positiv für konkave Linsen

Question 14

Welches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Objektweite, Bildweite und Brennweite bei Linsen?

Accepted Answer

Gesetz von Descartes

Answer

Gesetz von Snell

Answer

Gesetz von Galilei

Answer

Gesetz von Fermat

Question 15

Welche Anwendung nutzt das Prinzip der Totalreflexion?

Accepted Answer

Glasfaserkabel

Answer

Prismen

Answer

Teleskope

Answer

Mikroskope

Question 16

Welche Abbildungsfehler können die Bildqualität beeinträchtigen und wie können diese behoben werden?

Accepted Answer

Astigmatismus führt zu einer verzerrten Abbildung von Objekten.

Accepted Answer

Eine chromatische Aberration bewirkt, dass verschiedene Farben an unterschiedlichen Punkten fokussiert werden.

Accepted Answer

Eine sphärische Aberration führt zu einer unscharfen Abbildung im Bild.

Answer

Abbildungsfehler können durch die Verwendung einer Linse mit einer größeren Brennweite korrigiert werden.

Question 17

Wie wirkt sich die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts auf die Reflexion aus?

Accepted Answer

Bei senkrechtem Einfall wird für alle Polarisationsrichtungen gleich viel Licht reflektiert.

Answer

Die Polarisationsrichtung hat keinen Einfluss auf die Stärke des reflektierten Lichts.

Answer

Polarisiertes Licht wird immer vollständig reflektiert.

Answer

Der Reflexionswinkel ist immer gleich dem Einfallswinkel, unabhängig von der Polarisationsrichtung.

Question 18

Welches Gesetz beschreibt die Änderung der Ausbreitungsrichtung von Licht beim Übergang an einer Grenzfläche zweier Medien?

Accepted Answer

Brechungsgesetz

Answer

Reflexionsgesetz

Answer

Abstandsgesetz

Answer

Coulombsches Gesetz

Question 19

Was geschieht mit einem Lichtstrahl, wenn er schräg von einem optisch dichteren in ein optisch dünneres Medium übertritt?

Accepted Answer

Er wird gebrochen und der gebrochene Strahl verläuft schräg zur Grenzfläche.

Answer

Er wird reflektiert.

Answer

Er tritt senkrecht zur Grenzfläche in das zweite Medium ein.

Question 20

Welche Linse erzeugt ein reelles, vergrößertes Bild?

Accepted Answer

Sammellinse

Answer

Zerstreuungslinse

Answer

Konkave Linse

Question 21

Was geschieht mit einem Lichtstrahl, wenn er schräg auf einen ebenen Spiegel trifft?

Accepted Answer

Er wird unter demselben Winkel reflektiert.

Answer

Er wird senkrecht zum Spiegel reflektiert.

Answer

Er wird gebrochen.

Answer

Er wird absorbiert.

Question 22

Welche Aussage über Prismen ist korrekt?

Accepted Answer

Prismen können Licht brechen und in seine Spektralfarben zerlegen.

Answer

Prismen können Licht verstärken.

Answer

Prismen können Licht polarisieren.

Answer

Prismen können Licht reflektieren.

Question 23

Welches physikalische Gesetz beschreibt den Vorgang der Lichtbrechung?

Accepted Answer

Gesetz von Snellius

Answer

Gesetz von Huygens

Answer

Gesetz von Fresnel

Answer

Gesetz von Fermat

Question 24

Welche mathematische Formel beschreibt die Brechung von Licht an der Grenzfläche zweier transparenter Medien?

Accepted Answer

n1 * sin(Einfallswinkel) = n2 * sin(Brechungswinkel)

Answer

n1 * tan(Einfallswinkel) = n2 * tan(Brechungswinkel)

Answer

n1 * cos(Einfallswinkel) = n2 * cos(Brechungswinkel)

Question 25

Welches optische Phänomen tritt auf, wenn Lichtstrahlen auf eine Grenzfläche zwischen zwei transparenten Medien treffen und zurückgeworfen werden?

Accepted Answer

Reflexion

Answer

Streuung

Answer

Brechung

Answer

Beugung

Question 26

Welches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und dem Reflexionswinkel bei der Reflexion von Licht?

Accepted Answer

Einfallswinkel = Reflexionswinkel

Answer

Reflexionswinkel = 90° - Einfallswinkel

Answer

Einfallswinkel > Reflexionswinkel

Answer

Einfallswinkel < Reflexionswinkel

Question 27

Welche Farbe des sichtbaren Spektrums hat die längste Wellenlänge?

Accepted Answer

Rot

Answer

Blau

Answer

Violett

Answer

Grün

Question 28

Wie hoch ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum?

Accepted Answer

299.792.458 m/s

Answer

300.000.000 m/s

Answer

299.792 km/s

Question 29

Welche SI-Einheit wird zur Messung der Lichtstärke verwendet?

Accepted Answer

Candela (cd)

Answer

Lux (lx)

Answer

Lumen (lm)

Question 30

Welches Messgerät wird zur Messung der Lichtstärke verwendet?

Accepted Answer

Luxmeter

Answer

Spektrometer

Answer

Oszilloskop

Answer

Amperemeter

Question 31

Welche Aussage über die Reflexion von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Der Reflexionswinkel ist gleich dem Einfallswinkel.

Answer

Der Reflexionswinkel ist größer als der Einfallswinkel.

Answer

Der Reflexionswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel.

Question 32

Was ist der Brennpunkt einer konvexen Linse?

Accepted Answer

Der Punkt, an dem sich die gebrochenen, parallelen Lichtstrahlen treffen.

Answer

Der Punkt, an dem sich die gebeugten, parallelen Lichtstrahlen treffen.

Answer

Der Punkt, an dem sich die reflektierten, parallelen Lichtstrahlen treffen.

Question 33

Mit welcher Formel lässt sich die Brennweite einer dünnen Linse berechnen?

Accepted Answer

1/f = 1/p + 1/q

Answer

f = p - q

Answer

f = p + q

Answer

f = p/q

Question 34

Welche Eigenschaft trifft auf die Abbildung einer Lupe zu?

Accepted Answer

Die Abbildung ist immer aufrecht und vergrößert.

Answer

Die Abbildung ist immer aufrecht und verkleinert.

Answer

Die Abbildung ist immer seitenverkehrt und vergrößert.

Answer

Die Abbildung ist immer seitenverkehrt und verkleinert.

Question 35

Was versteht man unter dem Auflösungsvermögen eines Mikroskops?

Accepted Answer

Die Fähigkeit, nahe beieinander liegende Objekte als getrennt wahrzunehmen.

Answer

Die Fähigkeit, Objekte stark zu vergrößern.

Answer

Die Fähigkeit, Objekte hell zu beleuchten.

Question 36

Welche Aussage über Laserlicht ist korrekt?

Accepted Answer

Laserlicht ist monochromatisches Licht.

Answer

Laserlicht ist unpolarisiertes Licht.

Answer

Laserlicht ist diffus.

Answer

Laserlicht ist inkohärentes Licht.

Question 37

In welchen Anwendungen findet die geometrische Optik Verwendung?

Accepted Answer

Mikroskope, Kameras, Projektoren

Answer

Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren

Answer

Halbleiter, Dioden, Transistoren

Answer

Solarzellen, Batterien, Kondensatoren

Question 38

Welche Aussage zur Reflexion von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Bei der Totalreflexion wird das Licht an der Grenzfläche vollständig reflektiert, da sein Brechungswinkel 90° beträgt.

Answer

Die Reflexion findet nur an glatten Oberflächen statt.

Answer

Der Einfallswinkel ist immer größer als der Reflexionswinkel.

Question 39

Welche Linse hat eine positive Brennweite?

Accepted Answer

Sammellinse

Answer

Zerstreuungslinse

Answer

Plankonkavlinse

Question 40

Welche Größe ist für die Abbildung durch eine Linse nicht relevant?

Accepted Answer

Die Dicke der Linse

Answer

Die Brennweite der Linse

Answer

Der Abstand zwischen Objekt und Linse

Question 41

Welche Einheit wird für die Brechzahl verwendet?

Accepted Answer

Ohne Einheit

Answer

Meter

Answer

Dioptrien

Answer

Candela

Question 42

Welche Aussage zur Abbildungsgleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Abbildungsgleichung gilt für alle Arten von Linsen und beschreibt die Beziehung zwischen Objektweite, Bildweite und Brennweite.

Answer

Die Abbildungsgleichung berücksichtigt nur die Brennweite der Linse.

Answer

Die Abbildungsgleichung kann nur für reale Bilder verwendet werden.

Question 43

Welche Aussage zum Auflösungsvermögen eines optischen Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Das Auflösungsvermögen ist abhängig von der Wellenlänge des Lichts und der Größe der Objektive.

Answer

Das Auflösungsvermögen ist unabhängig vom Abstand zwischen den betrachteten Objekten.

Answer

Das Auflösungsvermögen kann nur durch die Verwendung größerer Linsen verbessert werden.

Question 44

Welche Aussage zur Beugung von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Beugung tritt auf, wenn Licht an einer Öffnung oder einem Hindernis vorbeigeht und sich dabei in verschiedene Richtungen ausbreitet.

Answer

Beugung führt immer zu einer Ablenkung des Lichts.

Answer

Beugung ist nur bei sehr kleinen Hindernissen zu beobachten.

Question 45

Welches optische Instrument erzeugt virtuelle Bilder?

Accepted Answer

Lupe

Answer

Kamera (erzeugt reelle Bilder)

Answer

Mikroskop (erzeugt reelle Bilder)

Answer

Fernrohr (erzeugt reelle Bilder)

Question 46

Welche Lichtfarbe wird beim Durchgang durch ein Prisma am stärksten abgelenkt (dispergiert)?

Accepted Answer

Violett

Answer

Gelb

Answer

Rot

Answer

Grün

Question 47

Wie verändert sich die Brennweite einer konvexen Linse, wenn ihr Radius vergrößert wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie wird negativ

Answer

Sie bleibt gleich

Question 48

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen Reflexion und Brechung von Licht?

Accepted Answer

Bei der Reflexion wird das Licht an einer Grenzfläche zurückgeworfen, bei der Brechung wird es abgelenkt

Answer

Bei der Reflexion wird das Licht abgelenkt, bei der Brechung wird es zurückgeworfen

Question 49

Was geschieht mit einem Lichtstrahl, wenn er von einem dichteren in ein dünneres Medium übertritt (gemäß dem Brechungsgesetz)?

Accepted Answer

Er bricht vom Einfallslot weg

Answer

Er wird gebrochen und gleichzeitig reflektiert

Answer

Er bricht zum Einfallslot hin

Answer

Er wird reflektiert

Question 50

Welche Lichtfarbe besitzt die längste Wellenlänge?

Accepted Answer

Rot

Answer

Gelb

Answer

Blau

Answer

Grün

Question 51

Was ist der Brennpunkt einer Sammellinse?

Accepted Answer

Der Punkt, in dem sich alle parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen nach der Brechung treffen

Answer

Der Punkt, in dem sich alle Lichtstrahlen nach der Reflexion treffen

Answer

Der Punkt, in dem sich alle parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen vor der Brechung treffen

Question 52

Ein Lichtstrahl trifft schräg aus der Luft auf eine Wasseroberfläche. Was geschieht mit dem Lichtstrahl an der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser?

Accepted Answer

Er wird zum Lot hin gebrochen.

Answer

Er wird nicht abgelenkt.

Answer

Er wird vollständig reflektiert.

Answer

Er wird vom Lot weg gebrochen.

Question 53

Welches Material hat den größten Brechungsindex?

Accepted Answer

Diamant

Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Glas

Question 54

Welche Aussage über den Brennpunkt einer Zerstreuungslinse ist zutreffend?

Accepted Answer

Der Brennpunkt ist ein virtueller Punkt.

Answer

Parallele Lichtstrahlen werden im Brennpunkt gesammelt.

Answer

Der Brennpunkt ist ein reeller Punkt.

Answer

Der Brennpunkt liegt auf der Seite des einfallenden Lichts.

Question 55

Was versteht man unter Totalreflexion?

Accepted Answer

Die vollständige Reflexion des Lichts an der Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium, wenn der Einfallswinkel größer als der Grenzwinkel ist.

Answer

Die Reflexion des Lichts an einer rauen Oberfläche.

Question 56

Ein Lichtstrahl trifft auf einen Spiegel. Der Einfallswinkel beträgt 45°. Wie groß ist der Reflexionswinkel?

Accepted Answer

45°

Answer

135°

Answer

60°

Answer

90°

Question 57

Welche Aussage über das menschliche Auge ist falsch?

Accepted Answer

Die Linse im Auge ist eine Zerstreuungslinse.

Answer

Die Netzhaut enthält lichtempfindliche Zellen.

Answer

Die Pupille reguliert die Lichtmenge, die ins Auge fällt.

Answer

Kurzsichtigkeit kann mit einer Brille mit Zerstreuungslinsen korrigiert werden.

Question 58

Was versteht man unter Dispersion des Lichts?

Accepted Answer

Die Zerlegung des weißen Lichts in seine Spektralfarben.

Answer

Die Brechung des Lichts an der Grenzfläche zwischen zwei Medien.

Answer

Die Reflexion des Lichts an einer Oberfläche.

Question 59

Ein Lichtstrahl breitet sich in einem Glasfaserkabel aus. Warum tritt das Licht nicht aus der Faser aus, obwohl sie gebogen ist?

Accepted Answer

Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Faserkern und -mantel.

Answer

Brechung des Lichts an der Grenzfläche zwischen Faserkern und -mantel.

Answer

Absorption des Lichts im Fasermantel.

Question 60

Ein Lichtstrahl trifft unter einem Winkel von 30° auf eine Grenzfläche zwischen Luft und Wasser. Der Brechungsindex von Wasser ist 1,33. Welchen Winkel bildet der Lichtstrahl im Wasser mit der Senkrechten?

Accepted Answer

22,5°

Answer

30°

Answer

42,5°

Answer

60°

Question 61

Welche Aussage zur Reflexion von Licht an einer ebenen Fläche ist richtig?

Accepted Answer

Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfallswinkel.

Answer

Der Einfallswinkel und der Ausfallswinkel stehen im rechten Winkel zueinander.

Answer

Der Einfallswinkel ist doppelt so groß wie der Ausfallswinkel.

Answer

Der Ausfallswinkel ist doppelt so groß wie der Einfallswinkel.

Question 62

Welche Art von Linse findet Anwendung in Lupen?

Accepted Answer

Konvexe Linse

Answer

Konkave Linse

Answer

Plankonvexe Linse

Answer

Plankonkave Linse

Question 63

Welches Phänomen beschreibt die Ablenkung von Licht beim Übergang zwischen zwei verschiedenen Medien?

Accepted Answer

Brechung

Answer

Reflexion

Answer

Beugung

Question 64

Was geschieht mit einem Lichtstrahl, der senkrecht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien trifft?

Accepted Answer

Er durchdringt die Grenzfläche ohne Ablenkung

Answer

Er wird vollständig reflektiert

Answer

Er wird gebrochen und ändert seine Richtung

Answer

Er wird gebeugt und seine Wellenlänge verändert sich