Optik lernen: Licht und Sehen verstehen

Question 1

Eine Sammellinse erzeugt ein reelles, vergrößertes Bild eines Objekts auf einem Schirm. Was passiert mit der Bildgröße, wenn das Objekt näher an die Linse gerückt wird?

Accepted Answer

Die Bildgröße wird größer.

Answer

Die Bildgröße wird kleiner.

Answer

Die Bildgröße bleibt gleich.

Answer

Das Bild wird unscharf.

Question 2

Welche Aussage über das Bild, das durch eine Sammellinse entsteht, ist richtig?

Accepted Answer

Das Bild kann echt oder virtuell sein.

Accepted Answer

Die Größe und der Abstand des Bildes variieren je nach Objektposition.

Answer

Das Bild ist immer aufrecht.

Answer

Das Bild ist immer größer als das Objekt.

Question 3

Welche Eigenschaft trifft auf Konvex- oder Sammellinsen zu?

Accepted Answer

Ihre Brennweite ist positiv.

Accepted Answer

Sie lassen parallel einfallende Lichtstrahlen konvergieren.

Answer

Sie bilden nur virtuelle Bilder ab.

Answer

Sie erzeugen immer aufrechte Bilder.

Question 4

Welche Eigenschaften von Licht deuten darauf hin, dass es sich wie eine Welle verhält?

Accepted Answer

Beugung und Reflexion

Answer

Durchdringung von Objekten

Answer

Beeinflussung durch Magnete

Answer

Ausbreitung nur im Vakuum

Question 5

Welche Eigenschaft haben Zerstreuungslinsen?

Accepted Answer

Sie lenken parallel einfallende Lichtstrahlen auseinander.

Answer

Sie sammeln parallel einfallende Lichtstrahlen zu einem Punkt.

Answer

Sie fokussieren parallel einfallende Lichtstrahlen auf einen Brennpunkt.

Question 6

Unter welchen Bedingungen entsteht bei einer Sammellinse ein reelles Bild?

Accepted Answer

Wenn das Objekt weiter von der Linse entfernt ist als die doppelte Brennweite.

Answer

Wenn das Objekt zwischen der Brennweite und der Linse liegt.

Answer

Wenn das Objekt auf der gleichen Seite der Linse liegt wie das Bild.

Question 7

Welche Eigenschaft trifft am besten auf eine Sammellinse zu?

Accepted Answer

Sie erzeugt ein größeres und aufrechtes Bild.

Answer

Sie verkleinert Objekte.

Answer

Sie streut Lichtstrahlen.

Answer

Sie erzeugt immer ein virtuelles Bild.

Question 8

Wie lautet das Brechungsgesetz?

Accepted Answer

Das Verhältnis von Einfallswinkel zu Brechungswinkel entspricht dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten in den beiden Medien.

Answer

Der Brechungswinkel ist immer größer als der Einfallswinkel.

Answer

Der Brechungswinkel ist unabhängig von der Lichtfarbe.

Question 9

Welche Eigenschaft beschreibt eine Zerstreuungslinse?

Accepted Answer

Erzeugt ein virtuelles, verkleinertes Bild.

Answer

Erzeugt ein reales, vergrößertes Bild.

Answer

Bündelt Lichtstrahlen.

Answer

Wird in Kameras verwendet.

Question 10

Was für ein Bild erzeugt eine konvexe Linse?

Accepted Answer

Reelles, vergrößertes Bild

Answer

Reelles, verkleinertes Bild

Answer

Virtuelles, vergrößertes Bild

Answer

Virtuelles, verkleinertes Bild

Question 11

Welche Aussage über die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht ist richtig?

Accepted Answer

Licht bewegt sich im Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit.

Answer

Licht bewegt sich im Vakuum unendlich schnell.

Answer

Licht bewegt sich in allen Materialien gleich schnell.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit nimmt mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle ab.

Question 12

Was ist die Wellenlänge einer Welle?

Accepted Answer

Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen oder Wellentälern

Answer

Die Zeit, die eine Welle benötigt, um einen vollen Zyklus zu durchlaufen

Answer

Die Anzahl der Wellen, die pro Sekunde an einem festen Punkt vorbeiziehen

Answer

Die Energie einer Welle

Question 13

Wie wird ein Lichtstrahl an einer ebenen Fläche gebrochen?

Accepted Answer

Von der Normalen weggebrochen

Answer

Parallel zur Oberfläche reflektiert

Answer

Zur Normalen hin gebrochen

Answer

Nicht gebrochen

Question 14

Lichtstrahlen treffen schräg auf die ebene Grenzfläche zwischen Luft und Wasser. Welcher Winkel ist der Einfallswinkel?

Accepted Answer

Der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der senkrecht auf die Grenzfläche stehenden Normalen.

Answer

Der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der Grenzfläche.

Answer

Der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und der Normalen zur Grenzfläche.

Answer

Der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und der Grenzfläche.

Question 15

Was geschieht mit einem Lichtstrahl, wenn er von einem Medium mit geringerer optischer Dichte in ein Medium mit höherer optischer Dichte übertritt?

Accepted Answer

Er wird gebrochen.

Answer

Er bleibt in seiner Richtung.

Answer

Er wird reflektiert.

Answer

Er wird absorbiert.

Question 16

Wie verändert sich die Richtung eines Lichtstrahls, wenn er von einer spiegelnden Oberfläche reflektiert wird?

Accepted Answer

Sein Einfallswinkel ist gleich seinem Ausfallwinkel, gemessen senkrecht zur Oberfläche.

Answer

Er wird immer senkrecht zur Oberfläche reflektiert.

Answer

Seine Richtung hängt nicht vom Einfallswinkel ab.

Question 17

Welche Aussage beschreibt die Abbildungseigenschaften von Sammellinsen?

Accepted Answer

Sammellinsen können sowohl reelle als auch virtuelle Bilder erzeugen, je nach Abstand zwischen Gegenstand und Linse.

Answer

Sammellinsen erzeugen nur reelle und vergrößerte Bilder.

Answer

Sammellinsen erzeugen nur virtuelle und verkleinerte Bilder.

Answer

Sammellinsen erzeugen nur virtuelle und vergrößerte Bilder.

Question 18

Ein Lichtstrahl trifft schräg auf eine ebene Fläche. Welcher Winkel beschreibt die Richtung des reflektierten Strahls?

Accepted Answer

Der Winkel zwischen dem einfallenden und dem reflektierten Strahl

Answer

Der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und der Normalen

Answer

Der Winkel zwischen der Oberfläche und der Horizontalen

Answer

Der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und der Oberfläche

Question 19

Welche Zellen in der Netzhaut ermöglichen es uns, Farben wahrzunehmen?

Accepted Answer

Zapfen

Answer

Stäbchen

Answer

Photorezeptoren

Answer

Ganglienzellen

Question 20

Wie lässt sich das Phänomen der Interferenz von Lichtwellen am besten beschreiben?

Accepted Answer

Wenn sich Lichtwellen überlagern und sich an bestimmten Stellen verstärken oder auslöschen.

Answer

Wenn Lichtwellen die gleiche Farbe haben.

Answer

Wenn sichtbares Licht auftritt.

Question 21

Ein Lichtstrahl tritt aus der Luft schräg auf eine ebene Grenzfläche zwischen Luft und Glas. Wie verhält sich der Lichtstrahl?

Accepted Answer

Er wird an der Grenzfläche gebrochen, wobei das Verhältnis der Sinus von Einfallswinkel und Brechungswinkel konstant ist.

Answer

Er wird an der Grenzfläche reflektiert.

Answer

Er wird senkrecht zur Grenzfläche im Glas gebrochen.

Answer

Er wird parallel zur Grenzfläche gebrochen.

Question 22

Was versteht man unter Interferenz von Lichtwellen?

Accepted Answer

Überlagerung zweier kohärenter Lichtwellen gleicher Wellenlänge, die ein Muster aus hellen und dunklen Streifen erzeugt

Answer

Streuung von Licht an einer rauen Oberfläche

Answer

Auffächerung von Licht in seine Spektralfarben beim Durchgang durch ein Prisma

Question 23

Wie wirkt sich die Interferenz auf Lichtwellen aus?

Accepted Answer

Lichtwellen überlagern sich, wodurch helle und dunkle Bereiche entstehen.

Answer

Licht wird durch Hindernisse abgelenkt.

Answer

Licht wird von Oberflächen reflektiert.

Question 24

Welche Farbe sieht das menschliche Auge, wenn Licht mit einer Wellenlänge von etwa 450 Nanometern auf das Auge trifft?

Accepted Answer

Blau

Answer

Rot

Answer

Grün

Question 25

Welche Aufgabe übernimmt die Netzhaut im menschlichen Auge?

Accepted Answer

Umwandlung von Licht in elektrische Signale

Answer

Fokussierung von Licht auf die Linse

Answer

Regulierung der Pupillengröße

Question 26

Welche Struktur im menschlichen Auge ermöglicht es uns, Farben wahrzunehmen?

Accepted Answer

Zapfen

Answer

Stäbchen

Answer

Glaskörper

Answer

Hornhaut

Question 27

Ein Lichtstrahl tritt schräg aus Wasser in Luft über. Wie ändert sich seine Richtung?

Accepted Answer

Er nähert sich der Senkrechten.

Answer

Er entfernt sich von der Senkrechten.

Answer

Er wird reflektiert.

Answer

Er wird absorbiert.

Question 28

Welche Hauptunterschiede bestehen zwischen Sammellinsen und Zerstreuungslinsen in Bezug auf die von ihnen erzeugten Bilder?

Accepted Answer

Sammellinsen erzeugen reelle Bilder, Zerstreuungslinsen virtuelle Bilder.

Answer

Zerstreuungslinsen erzeugen reelle Bilder, Sammellinsen virtuelle Bilder.

Answer

Beide Linsentypen erzeugen immer reelle Bilder.

Answer

Beide Linsentypen erzeugen immer virtuelle Bilder.

Question 29

Welche Eigenschaft trifft NICHT auf Zerstreuungslinsen zu?

Accepted Answer

Sie bündeln Lichtstrahlen.

Answer

Sie können keine realen Bilder erzeugen.

Question 30

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Abbildungseigenschaften einer Sammellinse?

Accepted Answer

Sie erzeugt je nach Gegenstandsabstand reale und virtuelle, vergrößerte und verkleinerte Bilder.

Answer

Sie erzeugt immer ein reelles, vergrößertes Bild.

Answer

Sie erzeugt immer ein virtuelles, vergrößertes Bild.

Question 31

Welche Wellenlängenbereiche entsprechen den Farben Blau und Grün?

Accepted Answer

Blau: 400 nm - 450 nm, Grün: 500 nm - 550 nm

Answer

Blau: 500 nm - 550 nm, Grün: 600 nm - 650 nm

Question 32

Wie lässt sich die Beugung von Licht am besten beschreiben?

Accepted Answer

Wenn Licht an einer Kante oder durch einen Spalt hindurchtritt, breitet es sich aus und bildet ein Beugungsmuster.

Answer

Beugung tritt auf, wenn sich Licht auf einem geraden Weg fortbewegt.

Answer

Beugung bewirkt, dass sich Licht beim Auftreffen auf eine Oberfläche reflektiert.

Answer

Beugung ist ein Effekt, der nur mit sichtbarem Licht auftritt.

Question 33

Wie lautet die korrekte Aussage zum Brechungsgesetz an einer Grenzfläche zwischen zwei Medien?

Accepted Answer

Der relative Brechungsindex ist das Verhältnis des absoluten Brechungsindex des einfallenden Mediums zum absoluten Brechungsindex des brechenden Mediums.

Answer

Der Einfallswinkel ist immer größer als der Brechungswinkel.

Answer

Die Brechung von Licht erfolgt nur an konkaven Grenzflächen.

Question 34

Welche negative Auswirkung kann Lichtverschmutzung auf die Umwelt haben und welche Maßnahme kann ergriffen werden, um diese Auswirkung zu verringern?

Accepted Answer

Lichtverschmutzung kann den Schlaf-Wach-Zyklus von Tieren stören.

Accepted Answer

Eine Möglichkeit, Lichtverschmutzung zu reduzieren, besteht darin, Zeitschaltuhren und nach oben gerichtete Abschirmungen für Lichtquellen zu verwenden.

Answer

Lichtverschmutzung hat keine negativen Auswirkungen auf Pflanzen.

Answer

Eine Möglichkeit, Lichtverschmutzung zu reduzieren, besteht darin, energieeffizientere Glühbirnen zu verwenden.

Question 35

Frage: Wie wirkt sich die Beugung des Lichts auf die Auflösungsgrenze von Mikroskopen und Teleskopen aus? Nenne eine Maßnahme, die zur Verbesserung der Auflösung ergriffen werden kann.

Accepted Answer

Option 1: Die Beugung verschlechtert die Auflösung, indem sie Licht um die Ränder von Objekten biegt. Eine Möglichkeit zur Verbesserung ist die Erhöhung der numerischen Apertur des Objektivs.

Answer

Die Beugung hat keinen Einfluss auf die Auflösung optischer Instrumente.

Answer

Die Beugung hat keinen Einfluss auf die Auflösung optischer Instrumente.

Question 36

Welche Eigenschaft zeigt, dass Licht sich wie eine Welle verhält?

Accepted Answer

Licht kann an einer Kante gebeugt werden.

Answer

Licht bewegt sich immer geradeaus.

Answer

Licht kann nur im Vakuum existieren.

Question 37

Welche Eigenschaft ist typisch für die Welleneigenschaften von Licht?

Accepted Answer

Licht kann gebeugt werden.

Answer

Licht breitet sich nur geradlinig aus.

Answer

Licht ist nur aus Teilchen zusammengesetzt.

Question 38

Welche Aussage zur Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist konstant und beträgt 299.792.458 m/s.

Answer

Sie ist die höchste bekannte Geschwindigkeit.

Answer

Sie ist abhängig von der Farbe des Lichts.

Answer

Sie ist unendlich groß.

Question 39

Welche Aussage zur Funktionsweise einer Kamera ist falsch?

Accepted Answer

Der Blitz liefert nur bei schlechten Lichtverhältnissen zusätzliches Licht.

Answer

Die Linse fokussiert das Licht auf den Film oder Sensor.

Answer

Die Blende steuert die Lichtmenge, die in die Kamera gelangt.

Answer

Der Verschluss steuert die Belichtungszeit.

Question 40

Welche Farbe hat die längste Wellenlänge?

Accepted Answer

Rot

Answer

Grün

Answer

Blau

Answer

Violett

Question 41

Welche Aussage zur menschlichen Linse ist falsch?

Accepted Answer

Sie ist eine künstliche Linse.

Answer

Sie ist eine Sammellinse.

Answer

Sie kann ihre Brennweite verändern.

Answer

Sie ist transparent.

Question 42

Was ist der Unterschied zwischen einer realen und einer virtuellen Abbildung?

Accepted Answer

Eine reale Abbildung kann auf einem Schirm aufgefangen werden, eine virtuelle nicht.

Answer

Eine virtuelle Abbildung kann auf einem Schirm aufgefangen werden, eine reale nicht.

Answer

Eine reale Abbildung ist immer farbig, eine virtuelle nicht.

Answer

Eine virtuelle Abbildung ist immer farbig, eine reale nicht.

Question 43

Welches der folgenden Merkmale trifft auf Licht zu?

Accepted Answer

Licht ist eine elektromagnetische Welle und wird durch Materie absorbiert.

Answer

Licht breitet sich mit unendlicher Geschwindigkeit in geraden Linien aus.

Answer

Licht ist eine Teilchenwelle und kann sich nur in geraden Linien fortbewegen.

Answer

Licht hat eine konstante Geschwindigkeit, aber keine Wellenlänge.

Question 44

Was geschieht mit Licht, wenn es auf einen Spiegel trifft?

Accepted Answer

Das Licht wird reflektiert und in die gleiche Richtung zurückgeworfen.

Answer

Das Licht wird absorbiert und in Wärme umgewandelt.

Answer

Das Licht wird gebrochen und in verschiedene Richtungen gestreut.

Answer

Das Licht wird gebeugt und in eine andere Richtung abgelenkt.

Question 45

Welche der folgenden Linsen bündelt parallele Lichtstrahlen zu einem Punkt?

Accepted Answer

Eine Linse mit einer positiven Brennweite.

Answer

Eine Linse mit einer negativen Brennweite.

Answer

Eine Linse mit einer Brennweite von null.

Answer

Eine Linse mit einer unendlichen Brennweite.

Question 46

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem reellen und einem virtuellen Bild?

Accepted Answer

Ein reelles Bild kann auf einem Schirm aufgefangen werden, ein virtuelles Bild nicht.

Answer

Ein virtuelles Bild ist größer als das Objekt, ein reelles Bild ist kleiner.

Answer

Ein reelles Bild ist aufrecht, ein virtuelles Bild ist seitenverkehrt.

Answer

Ein virtuelles Bild befindet sich vor der Linse, ein reelles Bild hinter der Linse.

Question 47

Als welcher Winkel wird der Grenzwinkel für Totalreflexion bezeichnet?

Accepted Answer

Der Winkel, bei dem das Licht vollständig reflektiert wird.

Answer

Der Winkel, bei dem das Licht in das dichtere Medium eintritt.

Answer

Der Winkel, bei dem das Licht das dichtere Medium verlässt.

Answer

Der Winkel, bei dem das Licht parallel zur Grenzfläche verläuft.

Question 48

Welche der folgenden Farben hat die kürzeste Wellenlänge?

Accepted Answer

Blau

Answer

Rot

Answer

Grün

Answer

Gelb

Question 49

Was ist ein Hologramm?

Accepted Answer

Ein dreidimensionales Bild, das mit Lasern erstellt wird.

Answer

Ein zweidimensionales Bild, das auf einer speziellen Folie gespeichert ist.

Answer

Ein optisches Gerät, das Licht vergrößert.

Answer

Ein Gerät, das Licht in verschiedene Farben zerlegt.

Question 50

Welche der folgenden Anwendungen nutzt das Prinzip der Interferenz?

Accepted Answer

Interferenzfilter

Answer

Laserpointer

Answer

Optische Mikroskope

Answer

Sonnenbrillen

Question 51

Wie heißt die Einheit der Lichtstärke?

Accepted Answer

Candela

Answer

Lumen

Answer

Watt

Answer

Lux

Question 52

Was ist die Ursache der Brechung und wie lässt sie sich mathematisch beschreiben?

Accepted Answer

Die Brechung wird durch die unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Materialien verursacht. Mathematisch wird sie durch das Brechungsgesetz beschrieben: n1 * sin(Einfallswinkel) = n2 * sin(Brechungswinkel).

Answer

Die Brechung entsteht durch die Beugung des Lichts an den Kanten von Materialien.

Answer

Die Brechung ist eine Folge der Absorption von Licht in Materialien.

Answer

Die Brechung kann nicht mathematisch beschrieben werden.

Question 53

Wie werden Interferenz und Beugung eingesetzt, um Hologramme zu erzeugen? Nenne Anwendungsbeispiele dieser Technologie.

Accepted Answer

Interferenz und Beugung überlagern kohärentes Licht, um 3D-Hologramme zu erzeugen.

Answer

Hologramme entstehen durch Lichtbrechung durch konvexe Linsen.

Answer

Interferenz und Beugung spielen keine Rolle in der Holografie.

Answer

Hologramme benötigen immer Laser zur Erzeugung.

Question 54

Wie kann Polarisation in der Fotografie genutzt werden, um störende Spiegelungen und Streuungen zu verringern und die Bildqualität zu verbessern?

Accepted Answer

Polarisationsfilter reduzieren unerwünschte Reflexionen von Oberflächen wie Wasser oder Glas, indem sie nur Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung durchlassen.

Answer

Polarisation kann nicht zur Verbesserung der Bildqualität in der Fotografie verwendet werden.

Answer

Polarisation wird nur in der Astronomie und nicht in der Fotografie eingesetzt.

Answer

Polarisationsfilter erzeugen immer ein vollständig polarisiertes Bild.

Question 55

Welches Material lässt Licht hindurch?

Accepted Answer

Glas

Answer

Metall

Answer

Holz

Answer

Beton

Question 56

Was ist der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der Oberfläche, auf die er trifft?

Accepted Answer

Einfallswinkel

Answer

Reflexionswinkel

Answer

Brechungswinkel

Answer

Ablenkwinkel

Question 57

In welche Richtung wird ein Lichtstrahl beim Übergang von einem dichteren zu einem dünneren Medium gebrochen?

Accepted Answer

Vom Lot weg

Answer

Zum Lot hin

Answer

Senkrecht zur Oberfläche

Answer

Gar nicht

Question 58

Was ist die Entfernung zwischen einer konvexen Linse und ihrem Brennpunkt?

Accepted Answer

Brennweite

Answer

Gegenstandsweite

Answer

Bildweite

Answer

Linsendicke

Question 59

Welche Farbe hat die längste Wellenlänge?

Accepted Answer

Rot

Answer

Grün

Answer

Blau

Answer

Gelb

Question 60

Welche Einheit wird verwendet, um die Stärke einer Lichtquelle zu messen?

Accepted Answer

Candela

Answer

Lumen

Answer

Lux

Answer

Watt

Question 61

Welches Phänomen tritt auf, wenn sich Lichtwellen überlagern und dabei helle und dunkle Bereiche erzeugen?

Accepted Answer

Interferenz

Answer

Beugung

Answer

Reflexion

Answer

Brechung

Question 62

Was ist der Unterschied zwischen einem realen und einem virtuellen Bild?

Accepted Answer

Ein reales Bild kann auf einem Schirm aufgefangen werden, ein virtuelles Bild nicht.

Answer

Ein virtuelles Bild kann auf einem Schirm aufgefangen werden, ein reales Bild nicht.

Answer

Ein reales Bild ist größer als ein virtuelles Bild.

Answer

Ein virtuelles Bild ist größer als ein reales Bild.

Question 63

Wie funktioniert adaptive Optik in der Astronomie und wie hilft sie, die Bildqualität zu verbessern?

Accepted Answer

Adaptive Optik misst Verzerrungen in Echtzeit und passt die Form eines Spiegels an, um sie auszugleichen.

Answer

Adaptive Optik nutzt spezielle Linsen, um einfallende Lichtwellen zu verzerren.

Answer

Adaptive Optik ionisiert die Luft über dem Teleskop mit Lasern, um eine klare Sicht zu schaffen.

Question 64

Was versteht man unter Beugung von Licht?

Accepted Answer

Wenn Lichtwellen an einem schmalen Spalt oder einer Kante vorbeilaufen, weichen sie von ihrem geradlinigen Weg ab.

Answer

Wenn weißes Licht in seine Spektralfarben zerlegt wird.

Answer

Wenn sich Lichtwellen überlagern und sich gegenseitig verstärken.