Formelsammlung Physik: Optik: Geometrische Optik
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Strahlen[Bearbeiten]
- Divergente Strahlen: Strahlen, die von einem Punkt ausgehen (wie bei der auslaufenden Kugelwelle)
- Konvergente Strahlen: Strahlen, die in einem Punkt zusammenlaufen (wie bei der einlaufenden Kugelwelle)
- Parallele Strahlen: alle Strahlen verlaufen parallel zueinander. Dies entspricht der ebenen Welle.
- Diffuse Strahlen: die einzelnen Strahlen verlaufen wahllos zueinander, Gegensatz zu homozentrischen Strahlen. Sie entstehen z.B. bei der Reflexion paralleler Strahlung an einer rauen Oberfläche.
Brechzahl[Bearbeiten]
: Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
: Lichtgeschwindigkeit im Medium (für Vakuum und Luft )
: Brechzahl des Mediums (für Vakuum = 1 und Luft )
Reflexion an ebenen Flächen[Bearbeiten]
: Einfallswinkel, zwischen Strahl und Lot auf die Oberfläche
: Ausfallswinkel, zwischen Strahl und Lot auf die Oberfläche
Reflexionsgesetz in vektorieller Form[Bearbeiten]
: Einheitsvektor in Richtung der einfallenden Welle
: Einheitsvektor in Richtung der reflektierten Welle
: Normaleneinheitsvektor (Lot) der Oberfläche
Hohlspiegel[Bearbeiten]
Gaußsche Strahlen[Bearbeiten]

Amplitude des Elektrischen Feldes[Bearbeiten]
Intensität[Bearbeiten]
Strahlradius[Bearbeiten]
- mit
Konstruktion der Abbildung[Bearbeiten]
- Parallelstrahlen (Strahlen parallel zur optischen Achse) werden zu Brennpunktstrahlen (führen durch den Brennpunkt).
- Mittelpunktstrahlen werden nicht abgelenkt.
- Strahlengänge sind umkehrbar (also werden auch Brennpunktstrahlen zu Parallelstrahlen).
Abbildungsmaßstab[Bearbeiten]
Der Abbildungsmaßstab A ist das Verhältnis von Bildgröße B zu Gegenstandsgröße G.
Brechung an ebenen Grenzflächen[Bearbeiten]
Snelliussches Brechungsgesetz[Bearbeiten]

Für die Brechung eines Lichtstrahls beim Übergang Vakuum Medium gilt:
Für den Übergang Medium 1 Medium 2 gilt:
wobei
- Einfallswinkel (zum Lot gemessen)
- Brechungswinkel(oder auch Ausfallswinkel) (zum Lot gemessen)
- Vakuumlichtgeschwindigkeit
- Lichtgeschwindigkeit in Medium 1
- Lichtgeschwindigkeit in Medium 2
- Brechzahl in Medium
- Lichtgeschwindigkeit in Medium
Fresnelsche Formeln[Bearbeiten]
Reflektionsgrad senkrecht zur Einfallsebene polarisierter Wellen[Bearbeiten]
wobei
- Reflektionsgrad einer senkrecht zur Einfallsebene polarisierten Welle
- Einfallswinkel (zum Lot gemessen)
- Brechungswinkel(oder auch Ausfallswinkel) (zum Lot gemessen)
Reflektionsgrad parallel zur Einfallsebene polarisierter Wellen[Bearbeiten]
wobei
- Reflektionsgrad einer parallel zur Einfallsebene polarisierten Welle
- Einfallswinkel (zum Lot gemessen)
- Brechungswinkel(oder auch Ausfallswinkel) (zum Lot gemessen)
Reflektionsgrad bei senkrecht zur Grenzfläche einfallendem Licht[Bearbeiten]
- Reflektionsgrad einer senkrecht zur Grenzfläche einfallenden Welle
- Brechzahl in Medium 1
- Brechzahl in Medium 2
Totalreflexion[Bearbeiten]
wobei
- Grenzwinkel der Totalreflexion
Brewster-Winkel[Bearbeiten]
wobei
- Brewster Winkel
Brechung an gewölbten Grenzflächen[Bearbeiten]
Linsen[Bearbeiten]
Brechwert[Bearbeiten]
wobei:
- Brennweite
Dünne Linse[Bearbeiten]

wobei
- Brennweite
- Brechzahl des Linsenmaterials
- Brechzahl des umgebenden Mediums (bei Luft 1)
- Krümmungsradius der linken Linsenfläche (positiv bei konvexer Linsenfläche)
- Krümmungsradius der rechten Linsenfläche (positiv bei konvexer Linsenfläche)
wobei
- Brennweite
- Gegenstandsweite (Abstand von der Linse zum abzubildenden Gegenstand)
- Bildweite (Abstand von der Linse zum Bild des abgebildeten Gegenstandes)
Linsenschleiferformel[Bearbeiten]
- die Kugelradien,
- die Dicke der Linse (gemessen in Höhe der optischen Achse),
- die Brechzahl des Mediums außerhalb der Linse,
- die Brechzahl des Linsenmaterials,
- die Brennweite der Linse
Optische Instrumente[Bearbeiten]
Lochkamera[Bearbeiten]
Unschärfefleck[Bearbeiten]

wobei
- Durchmesser des Lochs
- Durchmesser des Unschärfeflecks
- Bildweite
- Gegenstandsweite
Lupe[Bearbeiten]

Vergrößerung [Bearbeiten]
wobei
- Winkelvergrößerung
- Sehwinkel ohne Lupe
- Sehwinkel mit Lupe
- deutliche Sehweite
- Größe des Objekts
- Brennweite
Galilei-Fernrohr[Bearbeiten]
Kepler-Fernrohr[Bearbeiten]
Vergrösserung[Bearbeiten]
Mikroskop[Bearbeiten]
Vergrößerung[Bearbeiten]
wobei
- Vergrößerung
- Abstand vom Objektiv zur Brennebene des Okulars
- Brennweite des Objektivs
- Brennweite des Okulars
- deutliche Sehweite
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