Wellenoptik für Elektrotechniker: Interferenz, Beugung, Polarisation

Question 1

Welches Gesetz beschreibt die Interferenz von Lichtwellen?

Accepted Answer

Huygens-Fresnel-Prinzip

Answer

Gesetz von Snell

Answer

Wellengleichung

Answer

Gaußsches Gesetz für Elektrostatik

Question 2

Welcher der folgenden Polarisationsfilter lässt nur Lichtwellen mit vertikaler Polarisationsebene durch?

Accepted Answer

Linearer Polarisationsfilter mit vertikaler Achse

Answer

Linearer Polarisationsfilter mit horizontaler Achse

Answer

Zirkularer Polarisationsfilter

Answer

Ellipsenpolarisationsfilter

Question 3

Welches Experiment demonstriert die Interferenz von Lichtwellen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Dopplereffekt

Answer

Foucaultsches Pendel

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Question 4

Wie wird die räumliche Kohärenz von Licht beschrieben?

Accepted Answer

Durch die Phasendifferenz zweier Lichtwellen

Answer

Durch die Wellenlänge des Lichts

Answer

Durch die Ausbreitungsrichtung des Lichts

Answer

Durch die Polarisation des Lichts

Question 5

Welches Gesetz beschreibt die Reflexion von Licht an einer Grenzfläche?

Accepted Answer

Gesetz von Snell

Answer

Huygens-Fresnel-Prinzip

Answer

Wellengleichung

Answer

Gaußsches Gesetz für Elektrostatik

Question 6

Welche der folgenden Aussagen zur Brechung von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Die Brechungsrichtung des Lichts ist immer zur Normalen.

Answer

Brechung tritt nur an konkaven Oberflächen auf.

Answer

Der Brechungsindex eines Materials ist von der Wellenlänge des Lichts unabhängig.

Answer

Brechung ist nur bei sehr dünnen Materialien sichtbar.

Question 7

Welche Aussage über die Beugung von Lichtwellen ist korrekt?

Accepted Answer

Ablenkung von Lichtwellen beim Durchgang durch eine Öffnung oder an einem Hindernis

Answer

Reflexion von Lichtwellen an einer Grenzfläche

Answer

Brechung von Lichtwellen an einer Grenzfläche

Answer

Absorption von Lichtwellen durch ein Medium

Question 8

Welche Aussage über die Polarisation von Lichtwellen ist korrekt?

Accepted Answer

Ausrichtung der elektrischen Feldvektoren von Lichtwellen in eine bestimmte Richtung

Answer

Ausrichtung der magnetischen Feldvektoren von Lichtwellen in eine bestimmte Richtung

Answer

Intensitätsschwankungen von Lichtwellen

Answer

Frequenzänderungen von Lichtwellen

Question 9

Welche Aussage über den Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Interferenzabstand ist richtig?

Accepted Answer

Je kleiner die Wellenlänge, desto größer der Interferenzabstand

Answer

Je größer die Wellenlänge, desto kleiner der Interferenzabstand

Answer

Die Wellenlänge hat keinen Einfluss auf den Interferenzabstand

Answer

Der Interferenzabstand ist unabhängig von der Wellenlänge

Question 10

Welche Aussage über den Einfluss der Spaltbreite auf das Beugungsmuster ist richtig?

Accepted Answer

Je breiter der Spalt, desto breiter das Beugungsmuster

Answer

Je breiter der Spalt, desto schmäler das Beugungsmuster

Answer

Die Spaltbreite hat keinen Einfluss auf das Beugungsmuster

Answer

Das Beugungsmuster ist umgekehrt proportional zur Spaltbreite

Question 11

Welche der folgenden Methoden kann zur Erzeugung linear polarisierten Lichts verwendet werden?

Accepted Answer

Durchgang durch einen Polarisator

Answer

Reflexion an einer Dielektrikum-Metall-Grenzfläche

Answer

Brechung an einer Dielektrikum-Dielektrikum-Grenzfläche

Answer

Interferenz von zwei kohärenten Lichtwellen

Question 12

Welche Aussage über elliptisch polarisiertes Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Es hat eine zeitlich veränderliche Ausrichtung des elektrischen Feldvektors, die eine Ellipse beschreibt

Answer

Es ist eine Überlagerung aus linear und zirkular polarisiertem Licht

Answer

Es hat eine zeitlich konstante Ausrichtung des elektrischen Feldvektors

Answer

Es ist eine Sonderform von linear polarisiertem Licht

Question 13

Welche der folgenden Aussagen über konstruktive Interferenz ist korrekt?

Accepted Answer

Die Wellenberge verstärken sich zu einem erhöhten Wellenkamm.

Answer

Die Wellentäler verstärken sich zu einem erhöhten Wellental.

Answer

Die Wellenberge verstärken sich, während sich die Wellentäler abschwächen.

Answer

Die Wellentäler verstärken sich, während sich die Wellenberge abschwächen.

Question 14

Welche Aussage über polarisiertes Licht ist richtig?

Accepted Answer

Polarisiertes Licht schwingt senkrecht zur Ausbreitungsrichtung in einer Ebene.

Answer

Polarisiertes Licht schwingt parallel zur Ausbreitungsrichtung in einer Ebene.

Answer

Polarisiertes Licht schwingt in mehreren Ebenen.

Answer

Polarisiertes Licht schwingt horizontal.

Question 15

Welche Anwendung nutzt das Prinzip der Interferenz?

Accepted Answer

Hologramme

Answer

Laser

Answer

Radioantennen

Answer

Sonnenkollektoren

Question 16

Welcher Wellenlängenbereich entspricht dem sichtbaren Licht?

Accepted Answer

400 nm - 700 nm

Answer

200 nm - 400 nm

Answer

700 nm - 1000 nm

Answer

1000 nm - 1500 nm

Question 17

Was ist der Unterschied zwischen monochromatischem und polychromatischem Licht?

Accepted Answer

Monochromatisches Licht hat eine Wellenlänge, polychromatisches Licht hat mehrere Wellenlängen.

Answer

Polychromatisches Licht hat eine Wellenlänge, monochromatisches Licht hat mehrere Wellenlängen.

Answer

Monochromatisches Licht ist intensiver als polychromatisches Licht.

Answer

Polychromatisches Licht breitet sich schneller aus als monochromatisches Licht.

Question 18

Welches optische Element wird zur Polarisation von Licht eingesetzt?

Accepted Answer

Polarisationsfilter

Answer

Linsen

Answer

Spiegel

Answer

Prismen

Question 19

Welche Polarisationsrichtungen kann linear polarisiertes Licht haben?

Accepted Answer

Horizontal und vertikal

Answer

Horizontal, vertikal und diagonal

Answer

Kreisförmig

Answer

Alle Richtungen

Question 20

Welches Prinzip beschreibt die Ausbreitung von Lichtwellen an Hindernissen?

Accepted Answer

Huygenssches Prinzip

Answer

Fermatscher Prinzip

Answer

Prinzip der minimalen Zeit

Answer

Dopplereffekt

Question 21

Welche Polarisationsart entsteht, wenn Licht durch einen Polarisator geleitet wird?

Accepted Answer

Lineare Polarisation

Answer

Zirkuläre Polarisation

Answer

Elliptische Polarisation

Answer

Ungepolarisiertes Licht

Question 22

Welche Anwendung nutzt das Phänomen der Interferenz zur Bildgebung?

Accepted Answer

Holografie

Answer

Laserspektroskopie

Answer

Glasfaserkabel

Answer

Mikroskopie

Question 23

Welche Größe beschreibt die Richtung des elektrischen Feldvektors in einer elektromagnetischen Welle?

Accepted Answer

Polarisation

Answer

Amplitude

Answer

Wellenlänge

Answer

Frequenz

Question 24

Welches Gerät wird zur Messung der Polarisation von Licht verwendet?

Accepted Answer

Polarimeter

Answer

Spektralphotometer

Answer

Interferometer

Answer

Kalorimeter

Question 25

Wie lautet die Formel für den Beugungswinkel für eine Lichtwelle, die durch einen schmalen Spalt geht, in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ und der Spaltbreite b?

Accepted Answer

θ = λ/b

Answer

θ = b/λ

Answer

θ = λ * b

Answer

θ = 1/λ * b

Question 26

Welches der folgenden Materialien zeigt lineare Polarisation?

Accepted Answer

Ein Polarisationsfilter

Answer

Ein ungepolter Laserstrahl

Answer

Natürliches Licht

Answer

Eine Glühbirne

Question 27

Definieren Sie Interferenz.

Accepted Answer

Überlagerung zweier oder mehrerer Lichtwellen, die zu einem neuen Wellenmuster führt.

Answer

Ablenkung von Lichtwellen an Hindernissen.

Question 28

Was unterscheidet kohärente von inkohärenten Lichtquellen?

Accepted Answer

Kohärente Quellen emittieren Lichtwellen mit konstanter Phasenbeziehung, während inkohärente Quellen Lichtwellen mit zufälliger Phasenbeziehung emittieren.

Answer

Kohärente Quellen haben eine höhere Intensität.

Question 29

Erläutern Sie den Begriff Beugungswinkel.

Accepted Answer

Winkel, um den eine Lichtwelle beim Beugen an einem Hindernis abgelenkt wird.

Answer

Wellenlänge des Lichts.

Answer

Abstand zwischen Hindernis und Schirm.

Question 30

Definieren Sie polarisiertes Licht.

Accepted Answer

Licht, dessen elektrische Feldvektoren in einer Ebene schwingen, senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Licht, das nur durch Reflexion erzeugt werden kann.

Answer

Licht mit höherer Intensität als unpolarisiertes Licht.

Question 31

Welche Aussage zum Doppelspaltversuch ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Der Versuch zeigt, dass Licht nur Welleneigenschaften hat.

Answer

Der Versuch kann die Wellenlänge von Licht messen.

Answer

Der Versuch wurde von Thomas Young durchgeführt.

Question 32

Erläutern Sie das Phänomen der Beugung von Licht.

Accepted Answer

Ablenkung von Lichtwellen beim Passieren von Hindernissen oder Öffnungen.

Answer

Beugung tritt nur bei sehr kleinen Objekten auf.

Answer

Beugung tritt nur bei roten Lichtwellen auf.

Question 33

Welche Aussage zur Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht im Vakuum ist konstant und unabhängig von der Frequenz des Lichts.

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht ist in Luft höher als im Vakuum.

Question 34

Eine ebene Lichtwelle trifft schräg auf eine halbdurchlässige Platte. Welcher Effekt tritt auf?

Accepted Answer

Brechung und Reflexion

Answer

Absorption

Answer

Nur Brechung

Answer

Nur Reflexion

Question 35

Welche Aussage zur Beugung von Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Das Licht wird auch um Hindernisse herum gebeugt, die kleiner sind als seine Wellenlänge.

Answer

Beugung tritt nur bei Objekten mit großen Abmessungen auf.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts spielt keine Rolle bei der Beugung.

Answer

Das Licht wird nur an scharfen Kanten gebeugt.

Question 36

Was versteht man unter der Polarisation von Licht?

Accepted Answer

Die Einschränkung der Schwingungsrichtung des elektrischen Feldvektors der elektromagnetischen Welle

Answer

Die Veränderung der Wellenlänge des Lichts

Answer

Die Verstärkung der Lichtintensität

Question 37

Welche der folgenden Aussagen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist im Vakuum konstant und beträgt c = 3·10^8 m/s.

Answer

Sie ist abhängig vom Brechungsindex des Mediums.

Answer

Sie ist abhängig von der Polarisation der Strahlung.

Answer

Sie ist abhängig von der Wellenlänge der Strahlung.

Question 38

Welches Gerät kann zur Erzeugung linear polarisierten Lichts verwendet werden?

Accepted Answer

Polarisationsfilter

Answer

Gitter

Answer

Linse

Answer

Prisma

Question 39

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen kohärentem und inkohärentem Licht?

Accepted Answer

Kohärentes Licht hat eine bestimmte Phase, während inkohärentes Licht keine bestimmte Phase hat.

Answer

Kohärentes Licht hat eine größere Wellenlänge als inkohärentes Licht.

Answer

Kohärentes Licht hat eine höhere Frequenz als inkohärentes Licht.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen zu konstruktiver Interferenz ist richtig?

Accepted Answer

Bei konstruktiver Interferenz überlagern sich die Lichtwellen in Phase, wodurch sich ihre Amplituden verstärken.

Answer

Interferenz tritt nur bei monochromatischen Lichtquellen auf.

Answer

Bei destruktiver Interferenz verstärken sich die Amplituden der Lichtwellen.

Question 41

Welche der folgenden Aussagen zur Polarisation von Licht ist falsch?

Accepted Answer

Linear polarisiertes Licht schwingt in allen Ebenen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Zirkulares polarisiertes Licht schwingt in einer Kreisbewegung.

Answer

Polarisationsfilter können verwendet werden, um polarisiertes Licht zu erzeugen.

Question 42

Welches der folgenden Materialien ist ein Beispiel für einen Polarisationsfilter?

Accepted Answer

Polaroidfolie

Answer

Metall

Answer

Glas

Answer

Wasser

Question 43

Welche der folgenden Lichtquellen ist eine kohärente Lichtquelle?

Accepted Answer

Laser

Answer

Fluoreszenzlampe

Answer

Glühbirne

Question 44

Welches der folgenden Geräte verwendet man zur Messung der Wellenlänge von Licht?

Accepted Answer

Spektrometer

Answer

Voltmeter

Answer

Oszilloskop

Answer

Multimeter

Question 45

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Wellenoptik?

Accepted Answer

Holografie

Answer

Elektrostatik

Answer

Magnetismus

Answer

Thermodynamik

Question 46

Welcher Bereich des elektromagnetischen Spektrums entspricht sichtbarem Licht?

Accepted Answer

400 nm - 700 nm

Answer

10 km - 100 km

Answer

1 μm - 10 μm

Answer

10 nm - 100 nm

Question 47

Welche physikalische Erscheinung beschreibt die Überlagerung von Wellen, die zu Verstärkung und Auslöschung führt?

Accepted Answer

Interferenz

Answer

Reflexion

Answer

Polarisation

Answer

Beugung

Question 48

Welche Polarisationsart beschreibt die Schwingung der elektrischen Feldvektoren parallel zur Einfallsfläche?

Accepted Answer

Linearpolarisation

Answer

Zirkularpolarisation

Answer

Elliptische Polarisation

Answer

Unpolarisiert

Question 49

Welches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Einfallswinkel, Brechungswinkel und Brechungsindizes an einer Grenzfläche?

Accepted Answer

Snell'sches Brechungsgesetz

Answer

Coulomb'sches Gesetz

Answer

Malus'sches Gesetz

Answer

Biot-Savart'sches Gesetz

Question 50

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

Accepted Answer

Beugung

Answer

Reflexion

Answer

Polarisation

Answer

Interferenz

Question 51

Welche Eigenschaft des Lichts beschreibt seine Ausbreitung entlang gerader Linien?

Accepted Answer

Geradlinigkeit

Answer

Interferenz

Answer

Beugung

Answer

Reflexion

Question 52

Welche Lichtquelle emittiert Licht mit einer sehr engen Wellenlängenverteilung?

Accepted Answer

Laser

Answer

Glühlampe

Answer

LED

Answer

Bogenlampe

Question 53

Welches Gesetz beschreibt die Verteilung der Intensitäten in einem Interferenzmuster?

Accepted Answer

Gesetz der Intensitätsverteilung

Answer

Biot-Savart'sches Gesetz

Answer

Snell'sches Brechungsgesetz

Answer

Malus'sches Gesetz

Question 54

In welchen Einheiten wird die Polarisationsrichtung des Lichts gemessen?

Accepted Answer

Grad

Answer

Hertz

Answer

Meter

Answer

Candela

Question 55

Welche Anwendung nutzt die Interferenz von Lichtwellen zur Untersuchung dünner Schichten oder Oberflächenstrukturen?

Accepted Answer

Interferometrie

Answer

Laserspektroskopie

Answer

Holografie

Answer

Polarimetrie

Question 56

Was passiert bei der Überlagerung (Interferenz) zweier Wellen gleicher Amplitude, die jedoch in Gegenphase schwingen?

Accepted Answer

Destruktive Interferenz: Die Wellen löschen sich vollständig aus.

Answer

Partielle Interferenz: Die Amplitude der resultierenden Welle liegt zwischen der der ursprünglichen Wellen.

Answer

Konstruktive Interferenz: Die Amplituden der Wellen addieren sich.

Question 57

Welches Muster entsteht bei der Beugung von Licht an einem schmalen Spalt?

Accepted Answer

Abwechselnd helle und dunkle Streifen

Answer

Nur dunkle Streifen

Answer

Nur helle Streifen

Answer

Ein gleichmäßiger Lichtfleck

Question 58

Welcher Wellenlängenbereich entspricht sichtbarem Licht?

Accepted Answer

400 nm - 700 nm

Answer

500 nm - 1000 nm

Answer

Kleiner als 400 nm

Answer

Größer als 700 nm

Question 59

Was beschreibt der Brechungsindex eines Mediums?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium

Answer

Die Beugung des Lichts im Medium

Answer

Die Lichtintensität im Medium

Answer

Den Polarisationswinkel des Lichts im Medium

Question 60

Welche Aussage über polarisiertes Licht ist korrekt?

Accepted Answer

Es schwingt nur in einer bestimmten Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Es breitet sich im Vakuum langsamer aus als unpolarisiertes Licht.

Answer

Es kann nicht reflektiert werden.

Answer

Es hat eine höhere Intensität als unpolarisiertes Licht.

Question 61

Warum wird im Doppelspaltexperiment ein Interferenzmuster beobachtet?

Accepted Answer

Jeder Spalt wirkt als Quelle für kohärente Lichtwellen.

Answer

Das Licht wird durch die Spalte nur gebeugt, nicht aber interferiert.

Answer

Die Lichtwellen von jedem Spalt verstärken sich gegenseitig, ohne zu interferieren.

Answer

Die Lichtwellen von jedem Spalt löschen sich gegenseitig aus, ohne zu interferieren.

Question 62

Welche Wellenfront beschreibt eine ebene Welle?

Accepted Answer

Eine Fläche mit konstanter Phase, die sich parallel zu sich selbst ausbreitet.

Answer

Eine Fläche mit variabler Phase, die sich in einem Bogen ausbreitet.

Answer

Eine sich drehend ausbreitende Fläche.

Answer

Eine Fläche mit zufälliger Phase, die sich in alle Richtungen ausbreitet.

Question 63

Zu welcher Größe ist die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle umgekehrt proportional?

Accepted Answer

Frequenz

Answer

Periodendauer

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Amplitude

Question 64

Welche Aussage über Lichtleiter ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können verwendet werden, um Lichtsignale über große Distanzen zu übertragen.

Answer

Sie funktionieren nur mit Laserlicht.

Answer

Sie basieren auf dem Prinzip der Beugung.

Answer

Sie funktionieren nur im Vakuum.