Wellenoptik lernen: Interferenz, Beugung, Polarisation

Question 1

Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit sich Lichtwellen konstruktiv überlagern?

Accepted Answer

Der Wegunterschied der Lichtwellen ist ein Vielfaches der halben Wellenlänge.

Answer

Der Wegunterschied der Lichtwellen ist ein Vielfaches der ganzen Wellenlänge.

Answer

Der Wegunterschied der Lichtwellen ist ein Vielfaches der halben Periode.

Question 2

Welche Aussage über Interferenzstreifen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie entstehen durch die Überlagerung von Wellen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phase.

Answer

Sie entstehen durch die Überlagerung von Wellen gleicher Frequenz und gleicher Phase.

Answer

Sie sind immer gleichmäßig verteilt.

Answer

Sie können nur mit weißem Licht erzeugt werden.

Question 3

Was versteht man unter Interferenz?

Accepted Answer

Überlagerung von Wellen, die zu Verstärkung oder Auslöschung führt

Answer

Ablenkung einer Welle an einem Hindernis

Answer

Drehung des elektrischen Feldvektors einer Welle

Answer

Beugung einer Welle um ein Hindernis

Question 4

Welche Anwendung nutzt die Interferenz von Licht?

Accepted Answer

Hologramme

Answer

Laser

Answer

Photovoltaik

Answer

Sonar

Question 5

Beschreibe den Zusammenhang zwischen Interferenz und Beugung. Nenne jeweils ein Beispiel, wie diese Phänomene in optischen Geräten eingesetzt werden.

Accepted Answer

Interferenz entsteht, wenn Wellen gleicher Frequenz sich überlagern, während Beugung auftritt, wenn Wellen ein Hindernis passieren.

Answer

Interferenz und Beugung sind zwei verschiedene Phänomene, die nicht miteinander verbunden sind.

Answer

Interferenz ist in optischen Geräten erwünscht, während Beugung immer unerwünscht ist.

Question 6

Welche Gleichung beschreibt die Lage der Interferenzmaxima im Doppelspaltexperiment? Erläutere die Bedeutung der darin enthaltenen Größen.

Accepted Answer

d*sin(θ) = m*λ

Answer

d*cos(θ) = m*λ

Answer

θ*d = m*λ

Question 7

Welche der folgenden Aussagen über Beugung ist falsch?

Accepted Answer

Die Wellenlänge des Lichts hat keinen Einfluss auf das Ausmaß der Beugung.

Answer

Beugung ist die Ablenkung von Wellen, wenn sie ein Hindernis passieren.

Answer

Beugung ist ein Wellenphänomen und tritt nicht bei Teilchen auf.

Answer

Beugung kann sowohl an geraden als auch an gekrümmten Kanten beobachtet werden.

Question 8

Wie kann man die Polarisation von Licht bestimmen?

Accepted Answer

Mit einem Polarisationsfilter

Answer

Mit einem Doppelspalt-Experiment

Answer

Mit einem Spektrometer

Answer

Mit einem Interferenzometer

Question 9

Welche der folgenden Aussagen über die Wellenlänge des Lichts ist korrekt?

Accepted Answer

Die Wellenlänge des Lichts ist umgekehrt proportional zu seiner Frequenz.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts ist proportional zu seiner Frequenz.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts ist unabhängig von seiner Frequenz.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts ist nur in einem Vakuum definiert.

Question 10

Was passiert, wenn eine Lichtwelle auf ein Prisma fällt?

Accepted Answer

Sie wird gebrochen und ihre Richtung ändert sich.

Answer

Sie wird reflektiert und ihre Richtung ändert sich nicht.

Answer

Sie wird absorbiert und ihre Richtung ändert sich nicht.

Answer

Sie wird gestreut und ihre Richtung ändert sich zufällig.

Question 11

Welches Phänomen beschreibt die Überlagerung von Wellen gleicher Wellenlänge, die zu Verstärkung oder Auslöschung führt?

Accepted Answer

Interferenz

Answer

Beugung

Answer

Polarisation

Answer

Reflexion

Question 12

Warum tritt Beugung auf?

Accepted Answer

Interferenz von Lichtwellen an Kanten

Answer

Umwandlung von Lichtwellen in Schallwellen

Answer

Absorption von Lichtwellen durch Materie

Answer

Emission von Lichtwellen durch Elektronen

Question 13

Welches Experiment ist ein Nachweis für die Beugung von Licht?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Prismenexperiment

Answer

Spiegelreflexexperiment

Answer

Linsenfokussierungsexperiment

Question 14

Was ist polarisiertes Licht?

Accepted Answer

Licht, dessen elektrische Feldvektoren in einer Ebene schwingen

Answer

Licht, dessen magnetische Feldvektoren in einer Ebene schwingen

Answer

Licht, dessen Intensität mit der Zeit variiert

Answer

Licht, dessen Wellenlänge mit der Zeit variiert

Question 15

Welches Material ist in der Lage, Licht zu polarisieren?

Accepted Answer

Polarisationsfilter

Answer

Farbfilter

Answer

Konvexspiegel

Answer

Konkavlinsen

Question 16

Welche Aussage über die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist im Vakuum am höchsten

Answer

Sie ist in allen Medien gleich

Answer

Sie hängt von der Wellenlänge des Lichts ab

Answer

Sie ist in festen Körpern am langsamsten

Question 17

Welche der aufgeführten Wellen ist eine elektromagnetische Welle?

Accepted Answer

Lichtwelle

Answer

Schallwelle

Answer

Wasserwelle

Answer

Erdbebenwelle

Question 18

Beschreibe das Phänomen der Interferenz.

Accepted Answer

Das Zusammentreffen von zwei Wellen mit gleicher Frequenz und Wellenlänge, die ein Interferenzmuster erzeugen.

Answer

Die Aufteilung einer Welle in zwei oder mehr neue Wellen.

Answer

Die Ablenkung einer Welle um eine Ecke.

Answer

Die Streuung einer Welle in verschiedene Richtungen.

Question 19

Nenne die Formel zur Berechnung der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle.

Accepted Answer

λ = c / f

Answer

λ = f / c

Answer

λ = v / f

Answer

λ = f / v

Question 20

Erkläre den Begriff der Polarisation von Licht.

Accepted Answer

Die Richtung, in der das elektrische Feld einer Lichtwelle schwingt.

Answer

Die Stärke einer Lichtwelle.

Answer

Die Farbe einer Lichtwelle.

Answer

Die Richtung, in der sich eine Lichtwelle ausbreitet.

Question 21

Wie kann man die Wellenlänge einer Lichtwelle experimentell bestimmen?

Accepted Answer

Mit Hilfe eines Doppelspaltexperiments, indem man den Abstand zwischen den Spalten und den Abstand zwischen den Interferenzstreifen misst.

Answer

Indem man die Intensität des Lichtes an verschiedenen Stellen misst.

Answer

Indem man die Polarisation des Lichtes misst.

Answer

Indem man die Ausbreitungsrichtung des Lichtes misst.

Question 22

Definiere den Brechungsindex eines Mediums.

Accepted Answer

Das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium.

Answer

Das Verhältnis der Wellenlänge des Lichts im Vakuum zur Wellenlänge des Lichts im Medium.

Answer

Das Verhältnis der Intensität des Lichts im Vakuum zur Intensität des Lichts im Medium.

Answer

Das Verhältnis der Polarisation des Lichts im Vakuum zur Polarisation des Lichts im Medium.

Question 23

Welche Aussage zur Interferenz ist richtig?

Accepted Answer

Interferenz kann zu Verstärkung oder Auslöschung führen.

Answer

Interferenz entsteht, wenn zwei Lichtwellen gleicher Wellenlänge und gegenläufiger Phasenlage aufeinandertreffen.

Answer

Interferenz führt stets zu einer Verstärkung.

Answer

Interferenz tritt nur bei Licht auf.

Question 24

Wie berechnet man die Wellenlänge?

Accepted Answer

λ = v/f

Answer

λ = f/v

Answer

λ = v - f

Answer

λ = f + v

Question 25

Welches Phänomen beschreibt die Ausbreitung von Licht durch eine enge Öffnung?

Accepted Answer

Beugung

Answer

Polarisation

Answer

Reflexion

Answer

Brechung

Question 26

Welche Aussage zur Polarisation ist korrekt?

Accepted Answer

Polarisiertes Licht schwingt in einer definierten Richtung.

Answer

Das menschliche Auge kann polarisiertes Licht wahrnehmen.

Answer

Polarisation entsteht ausschließlich durch Doppelbrechung.

Answer

Polarisation ist eine Eigenschaft von Schallwellen.

Question 27

Welches Gerät dient zur Polarisation von Licht?

Accepted Answer

Polarisationsfilter

Answer

Linse

Answer

Spiegel

Answer

Prisma

Question 28

Welche Farbe hat Licht mit einer Wellenlänge von 600 nm?

Accepted Answer

Gelb

Answer

Rot

Answer

Grün

Answer

Blau

Question 29

In welchem Medium ist die Lichtgeschwindigkeit am höchsten?

Accepted Answer

Vakuum

Answer

Wasser

Answer

Glas

Answer

Luft

Question 30

Erläutere, warum sich die Geschwindigkeit, mit der sich Licht ausbreitet, in verschiedenen Materialien unterscheidet.

Accepted Answer

Der Brechungsindex des Materials beeinflusst die Lichtgeschwindigkeit.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts bleibt in verschiedenen Materialien gleich.

Answer

Die elektrische Feldstärke des Lichts bleibt in verschiedenen Materialien konstant.

Answer

Die Lichtphase variiert in verschiedenen Materialien.

Question 31

Welches Phänomen entsteht, wenn zwei Lichtwellen gleicher oder unterschiedlicher Frequenz und Wellenlänge überlagert werden?

Accepted Answer

Interferenz

Answer

Reflexion

Answer

Polarisation

Answer

Beugung

Question 32

Wie wird die Auslenkung einer Lichtwelle aus ihrer ursprünglichen Richtung beim Durchgang durch eine Öffnung oder einen Spalt bezeichnet?

Accepted Answer

Beugung

Answer

Polarisation

Answer

Interferenz

Question 33

Welcher Mechanismus bewirkt, dass sich Lichtwellen in eine bestimmte Richtung ausrichten?

Accepted Answer

Polarisation

Answer

Interferenz

Answer

Reflexion

Answer

Beugung

Question 34

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen kohärenten und inkohärenten Lichtquellen?

Accepted Answer

Kohärente Quellen emittieren Lichtwellen gleicher Phase.

Answer

Kohärente Quellen emittieren Lichtwellen mit gleicher Wellenlänge.

Answer

Inkohärente Quellen emittieren Lichtwellen unterschiedlicher Frequenz.

Question 35

Welche Anwendung macht sich die Beugung von Licht zunutze, um sehr kleine Objekte sichtbar zu machen?

Accepted Answer

Mikroskopie

Answer

Spektroskopie

Answer

Teleskopie

Question 36

Welche Eigenschaft von Licht wird durch Polarisation verändert?

Accepted Answer

Schwingungsrichtung

Answer

Amplitude

Answer

Frequenz

Answer

Wellenlänge

Question 37

Welche Art von Doppelspaltexperiment wird traditionell verwendet, um die Wellennatur des Lichts nachzuweisen?

Accepted Answer

Youngsches Doppelspaltexperiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Foucault-Pendel

Question 38

Welche Aussage über die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist im Vakuum am größten.

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist in Wasser am größten.

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist in Metallen am größten.

Question 39

Was versteht man unter der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle?

Accepted Answer

Den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima oder Minima der Welle.

Answer

Die Höhe der Welle.

Answer

Die Frequenz der Welle.

Question 40

Was ist die Definition von Interferenz?

Accepted Answer

Die Überlagerung zweier oder mehrerer Wellen, die zu Verstärkung oder Auslöschung führen kann.

Answer

Interferenz tritt nur bei mechanischen Wellen auf.

Answer

Interferenz führt immer zu einer Verstärkung der Wellen.

Question 41

Wie unterscheidet sich Beugung von Interferenz?

Accepted Answer

Beugung tritt auf, wenn eine Welle an einem Hindernis vorbeigeht, während Interferenz durch die Überlagerung mehrerer Wellen entsteht.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen Beugung und Interferenz.

Question 42

Was versteht man unter Polarisation?

Accepted Answer

Die Ausrichtung der elektrischen Feldvektoren einer elektromagnetischen Welle.

Answer

Die Ausrichtung der magnetischen Feldvektoren einer elektromagnetischen Welle.

Answer

Die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle.

Question 43

Welche Aussage über polarisiertes Licht ist richtig?

Accepted Answer

Polarisiertes Licht kann durch einen Polarisationsfilter hindurchgelassen werden.

Answer

Polarisiertes Licht ist immer linear polarisiert.

Answer

Polarisiertes Licht kann durch ein Prisma nicht gebrochen werden.

Question 44

Nenne Methoden zur Polarisation von Licht.

Accepted Answer

Reflexion, Brechung und Doppelbrechung.

Answer

Nur Doppelbrechung.

Answer

Nur Brechung.

Answer

Nur Reflexion.

Question 45

In welchen Bereichen finden Anwendungen der Wellenoptik Verwendung?

Accepted Answer

Optische Instrumente, Lasertechnik und Medizin.

Answer

Nur Lasertechnik.

Answer

Nur optische Instrumente.

Question 46

Wie sieht das Beugungsmuster aus, wenn Licht durch einen einfachen Spalt fällt?

Accepted Answer

Abwechselnde helle und dunkle Streifen.

Answer

Die Breite der hellen Streifen ist immer größer als die Breite der dunklen Streifen.

Answer

Das Beugungsmuster ist nur bei sehr schmalen Spalten sichtbar.

Question 47

Welches Phänomen beschreibt die Ablenkung von Lichtwellen an Kanten oder Hindernissen?

Accepted Answer

Beugung

Answer

Interferenz

Answer

Polarisation

Answer

Reflexion

Question 48

Berechne die Wellenlänge von Licht mit einer Frequenz von 5,0 x 10^14 Hz und einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von 3,0 x 10^8 m/s.

Accepted Answer

600 nm

Answer

6 µm

Answer

60 nm

Question 49

Was geschieht, wenn linear polarisiertes Licht auf einen Analysator trifft, der senkrecht zur Polarisationsrichtung ausgerichtet ist?

Accepted Answer

Das Licht wird nicht transmittiert.

Answer

Das Licht wird vollständig transmittiert.

Answer

Die Hälfte des Lichts wird transmittiert.

Answer

Das Licht wird vollständig reflektiert.

Question 50

Welche Aussage über die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist im Vakuum am höchsten.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Medien gleich.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in Flüssigkeiten am niedrigsten.

Question 51

Was ist der Brechungsindex?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium

Answer

Das Verhältnis der Lichtfrequenz im Vakuum zur Lichtfrequenz im Medium

Answer

Das Verhältnis der Lichtwellenlänge im Vakuum zur Lichtwellenlänge im Medium

Question 52

Welcher Begriff beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Licht zu absorbieren?

Accepted Answer

Absorptionsvermögen

Answer

Brechungsindex

Answer

Transmissionsvermögen

Answer

Reflexionsvermögen

Question 53

Was versteht man unter Beugung von Licht?

Accepted Answer

Die Ablenkung von Licht an Kanten oder Hindernissen, wodurch Lichtwellen ihre Ausbreitungsrichtung ändern.

Answer

Die Reflexion von Licht an spiegelnden Oberflächen, wodurch das Licht in eine andere Richtung abgelenkt wird.

Answer

Die Überlagerung von Lichtwellen, die zu Verstärkung oder Auslöschung führt.

Question 54

Welche Aussage über die Polarisation von Licht ist falsch?

Accepted Answer

Polarisiertes Licht ist immer unpolarisiertes Licht, das durch einen Polarisator geleitet wurde.

Answer

Polarisiertes Licht kann durch Reflexion oder Brechung erzeugt werden, wodurch die Schwingungsrichtung des Lichts beeinflusst wird.

Answer

Polarisiertes Licht schwingt nur in einer bestimmten Ebene, während unpolarisiertes Licht in allen Ebenen schwingt.

Question 55

Wie hängen die Frequenz und die Wellenlänge einer Lichtwelle zusammen?

Accepted Answer

Frequenz und Wellenlänge sind umgekehrt proportional, d.h. je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge.

Answer

Frequenz und Wellenlänge sind unabhängig voneinander, sie beschreiben unterschiedliche Eigenschaften des Lichts.

Answer

Frequenz und Wellenlänge sind direkt proportional, d.h. je höher die Frequenz, desto länger die Wellenlänge.

Question 56

Was bewirkt ein Polarisator beim Durchgang von Licht?

Accepted Answer

Er lässt nur Lichtwellen mit einer bestimmten Schwingungsebene durch, wodurch unpolarisiertes Licht in polarisiertes Licht umgewandelt wird.

Answer

Er erzeugt polarisiertes Licht, indem er Lichtwellen in einer bestimmten Ebene schwingen lässt.

Answer

Er verstärkt die Intensität des Lichts, indem er die Amplitude der Lichtwellen erhöht.

Question 57

Welche Aussage über Interferenz von Lichtwellen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Amplituden der überlagerten Wellen addieren sich, was zu Verstärkung oder Auslöschung des Lichts führt.

Answer

Die Frequenzen der überlagerten Wellen addieren sich, was zu einer Veränderung der Farbe des Lichts führt.

Answer

Die Phasen der überlagerten Wellen addieren sich, wodurch die Frequenz des Lichts beeinflusst wird.

Question 58

Was ist der Unterschied zwischen einer kohärenten und einer inkohärenten Lichtquelle?

Accepted Answer

Kohärente Lichtquellen emittieren Lichtwellen mit gleicher Phase und Wellenlänge, während inkohärente Lichtquellen keine konstante Phasenbeziehung aufweisen.

Answer

Kohärente Lichtquellen emittieren Lichtwellen mit gleicher Intensität, während inkohärente Lichtquellen unterschiedliche Intensitäten aufweisen.

Answer

Kohärente Lichtquellen emittieren Lichtwellen mit gleicher Wellenlänge, während inkohärente Lichtquellen unterschiedliche Wellenlängen emittieren.

Question 59

Welche Aussage beschreibt Interferenz von Licht am besten?

Accepted Answer

Überlagerung von Wellen, die zu Verstärkung oder Auslöschung des Lichts führt, abhängig von der Phasenbeziehung der Wellen.

Answer

Reflexion von Licht an einer Oberfläche, wodurch das Licht in eine andere Richtung abgelenkt wird.

Answer

Brechung von Licht an einer Grenzfläche, wodurch das Licht seine Ausbreitungsrichtung ändert.

Question 60

Welche Farbe entsteht, wenn sich die Primärfarben Rot, Grün und Blau überlagern?

Accepted Answer

Weiß, da die drei Farben additiv gemischt werden und alle sichtbaren Wellenlängen des Lichts enthalten.

Answer

Blau, da Blau eine der Primärfarben ist und die anderen Farben absorbiert werden.

Answer

Schwarz, da die drei Farben subtraktiv gemischt werden und kein Licht mehr durchgelassen wird.

Answer

Gelb, da sich Rot und Grün zu Gelb addieren, während Blau absorbiert wird.

Question 61

Was beschreibt die Polarisation von Licht?

Accepted Answer

Die Schwingung der elektrischen Feldkomponente des Lichts in einer bestimmten Ebene, während unpolarisiertes Licht in allen Ebenen schwingt.

Answer

Die Ausbreitung von Licht im Vakuum, wobei die Geschwindigkeit des Lichts konstant ist.

Answer

Die Fortpflanzung von Lichtwellen in verschiedenen Ausbreitungsrichtungen, z.B. im Vakuum oder in einem Medium.

Question 62

Welche Wellenlängenbereiche umfasst sichtbares Licht?

Accepted Answer

400 nm bis 700 nm

Answer

100 nm bis 300 nm (Ultraviolett)

Answer

1000 nm bis 3000 nm (Infrarot)

Question 63

Was zeichnet eine kohärente Lichtquelle aus?

Accepted Answer

Sie sendet Lichtwellen mit einer festen Phasenbeziehung aus.

Answer

Sie emittiert Licht in einem breiten Farbspektrum.

Answer

Sie besitzt eine besonders hohe Lichtintensität.

Question 64

Welches Prinzip liegt der Holografie zugrunde?

Accepted Answer

Interferenz zwischen einem Referenzstrahl und einem vom Objekt reflektierten Lichtstrahl

Answer

Beugung von Licht an einem Hindernis

Answer

Polarisation von Licht