PhysProf - Reflexion - Spiegel - Parabolische Reflexion - Aberration
Fachthemen: Reflexion am Spiegel - Linsenfehler - Abbildungsfehler - Aberration
PhysProf - Optik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.
Online-Hilfe für das Modul
zur einfachen Darstellung und Analyse der Strahlenverläufe, welche durch Reflexionen am Spiegel entstehen.
Es unterstützt dabei ein tiefergehendes Verständnis zu diesem Themengebiet zu erlangen und kann zum Lösen vieler diesbezüglich relevanter Aufgaben eingesetzt werden.
Weitere relevante Seiten zu diesem Programm
Themen und Stichworte zu diesem Modul:Reflexion - Spiegel - Spiegelreflexion - Sphärische Linse - Reflexion am Spiegel - Parabolspiegel - Wölbspiegel - Parabolischer Spiegel - Sphärischer Spiegel - Herleitung - Beweis - Physik - Physikalisch - Licht - Darstellen - Brennpunkt - Arbeitsblatt - Arbeitsblätter - Unterrichtsmaterial - Unterrichtsmaterialien - Grundlagen - Lernen - Aufgaben - Erklärung - Einfach erklärt - Was - Wie - Weshalb - Warum - Abituraufgaben - Abiturvorbereitung - Abitur - Abi - Leistungskurs - LK - Klassenarbeit - Klassenarbeiten - Anwendungsaufgaben - Einführung - Begriff - Begriffe - Linsenfehler - Abbildungsfehler - Aberration - Aberrationen - Chromatische Aberration - Sphärische Aberration - Sphärischer Fehler - Bildfeldwölbung - Farbfehler - Farbsäume - Achromat - Verzeichnung - Verzeichnungen |
 |  |
Reflexion am Spiegel
Modul Reflexion am Spiegel
Unter dem Programmpunkt [Optik] - [Reflexion am Spiegel] kann der Strahlenverlauf bei der Reflexion an einem parabolisch oder sphärisch geformten Spiegel untersucht werden.
Reflexion am Spiegel - Abbildung 1
Reflexion am Spiegel - Abbildung 2
Spiegelreflexion (Reflexion am Spiegel): Fallen auf einen Hohlspiegel Strahlen ein, welche parallel zur optischen Achse liegen, so werden diese reflektiert und sammeln sich in einem Brennpunkt F. Die Brennweite ist hierbei als Abstand des Brennpunktes vom Scheitel des Spiegels definiert. Für sphärische Spiegel ist die Brennweite exakt dem Wert des halben Krümmungsradius des Hohlspiegels.
Ist der Hohlspiegel sphärisch (kugelförmig), so schneiden sich nur achsnahe Strahlen genau im Brennpunkt. Bei Parabolspiegeln hingegen schneiden sich alle Strahlen im Brennpunkt F. Dies können Sie mit Hilfe dieses Unterprogramms untersuchen.
Sphärische Linse: Die Oberfläche einer sphärischen Linse besitzt eine gleichförmige Kugelform. Eine asphäriche Linse besitzt hingegen einen flachen mittleren bereich sowie eine steilere Peripherie.
Wölbspiegel: Bei einem Wölbspiegel werden Strahlen, die parallel zur optischen Achse auftreffen zerstreut. Ein Wölbspiegel zerstreut parallele Lichtstrahlen (divergente Reflexion).
Sphärischer Spiegel: Bei einem nach außen oder nach innen gekrümmten Spiegel besteht eine direkte Beziehung zwischen seiner Brennweite und dem Radius der Kugel, aus welcher der Spiegel entstammt. Er besitzt die Form einer geschnittenen Kugel und kann nach außen oder nach innen gewölbt sein.
Programmbedienung
Legen Sie hierzu zunächst durch die Auswahl des entsprechenden Kontrollschalters Parabolisch bzw. Sphärisch fest, für welche Spiegelart Sie die Untersuchung durchführen möchten und stellen Sie mit Hilfe des zur Verfügung stehenden Rollbalkens den gewünschten Radius des Spiegels ein.
Klicken Sie daraufhin mit der linken Maustaste auf einen Bereich links des Spiegels, so trägt das Programm einen Strahl ein und reflektiert diesen an der Spiegeloberfläche.
Dies können Sie mit bis zu zehn Strahlen vornehmen. Um die Position der Strahlen zu verändern, klicken Sie in den dafür vorgesehenen Mausfangbereich und verschieben die Strahlen bei gedrückt gehaltener linker Maustaste an eine gewünschte Position. Ein Klick auf die Schaltfläche Löschen eliminiert alle bereits eingetragenen Strahlen.
Linsenfehler - Abbildungsfehler - Aberration
Abbildungsfehler (Aberrationen):
Als Abbildungsfehler (Aberration) oder Linsenfehler wird in der Optik eine Abweichung bezeichnet, die sich von der idealen Abbildung durch ein optisches Gerät dadurch zeigt, dass sie beispielsweise eine Unschärfe oder eine Verzerrung des idealen Bildes bewirkt. Maßgebliche Ursache hierfür ist die Tatsache, dass Gesetzmäßigkeiten, welche über Abbildungsgleichungen beschrieben werden, lediglich für kurze Strahlen sowie für dünne und flache Linsen Gültigkeit besitzen.
Zu den grundlegendsten Fehlern dieser Art zählen die chromatische Aberration, die sphärische Aberration, die Bildfeldwölbung sowie der Astigmatismus und die Koma.
Sphärische Aberration (Sphärischer Fehler):
Die durch die Randzonen einer Linse verlaufenden Strahlen werden stärker gebrochen als achsennahe Strahlen. Hierdurch tritt kein gemeinsames Treffen aller parallel auf eine Linse gerichteten Strahlen ein. Die hierbei gebrochenen Strahlen besitzen keinen gemeinsamen Brennpunkt auf der optischen Achse. Es entsteht eine Unschärfe des auf den Schirm projizierten Bildes.
Diese sphärische Abbrebation hängt von der Brennweite der Linse ab. Je kleiner diese ist, desto größer ist der sphärische Fehler. Vermieden werden kann er durch eine Vergrößerung der Brennweite der Linse oder durch den Einsatz eines darauf angepassten Linsenpaars.
Chromatische Aberration (Farbfehler):
Verbunden mit der Tatsache, dass Licht unterschiedlicher Wellenlänge unterschiedlich stark gebrochen wird, entstehen beim Einfall farbigen Lichts Farbsäume, denn blaues Licht besitzt eine andere Brechnung als rotes. Derartige Erscheinungen werden als chromatische Aberration oder Farbfehler bezeichnet.
Kommt eine Kombination aus einer Konvexlinse (Kronglas) und einer Konkavlinse (Flintglas) mit unterschiedlichen Brechzahlen zum Einsatz, so kann das Auftreten dieses Fehlers vermieden werden. Ein derartig aufgebautes System wird als Achromat bezeichnet.
Bildfeldwölbung:
Da das Bild eines Gegenstands nicht in einer planen Ebene, sondern auf einer gewölbten Fläche entsteht, tritt ein Fehler auf, der als Bildfeldwölbung bezeichnet wird. Verursacht wird dieser Fehler durch die hierdurch nicht einheitliche Brechung des auf die Linse einfallenden Lichts. Vermieden werden kann dieser Fehler durch den Einsatz einer Kombination aus Sammellinsen und Zerstreuungslinsen (Aplanat).
Verzeichnung:
Hinweis: Die oben gezeigte Abbildung wurde der Wikipedia-Seite Verzeichnung entnommen.
Neben anderen Abbildungsfehlern und Linsenfehlern, wie Astigmatismus und Koma sowie Materialfehlern (Unreinheiten des Glases) können auch Verzeichnungen auftreten. Hierbei erfolgt die Abbildung eines rechtwinkligen Gitternetzes kissen- oder tonnenförmig. In den Randbereichen erfolgt eine Krümmung der Lichtstrahlen nach außen oder innen.
Mit Hilfe dieses Programms lassen sich unter anderem Grafiken für Arbeitsblätter zur nichtkommerziellen Nutzung für Unterrichtszwecke erstellen. Beachten Sie hierbei jedoch, dass jede Art gewerblicher Nutzung dieser Grafiken und Texte untersagt ist und dass Sie zur Verfielfältigung hiermit erstellter Arbeitsblätter und Unterrichtsmaterialien eine schriftliche Genehmigung des Autors (unseres Unternehmens) benötigen.
Diese kann von einem registrierten Kunden, der im Besitz einer gültigen Softwarelizenz für das entsprechende Programm ist, bei Bedarf unter der ausdrücklichen Schilderung des beabsichtigten Verfielfältigungszwecks sowie der Angabe der Anzahl zu verfielfältigender Exemplare für das entsprechende Arbeitsblatt unter der auf der Impressum-Seite dieses Angebots angegebenen Email-Adresse eingeholt werden. Es gelten unsere AGB.
Dieses Programm eignet sich neben seinem Einsatz als Berechnungs- bzw. Animationsprogramm zudem zum Lernen, zur Aneignung entsprechenden Fachwissens, zum Verstehen sowie zum Lösen verschiedener Aufgaben zum behandelten Fachthema. Durch seine einfache interaktive Handhabbarkeit bietet es die auch Möglichkeit der Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen hierzu. Des Weiteren eignet es sich beim Üben dazu, um das Erlernte hinsichtlich praktizierter Übungen bzw. bearbeiteter Übungsaufgaben zu überprüfen und hierzu erworbenes Wissen festigen zu können.
Es kann sowohl zur Einführung in das entsprechende Fachthemengebiet, wie auch zur Erweiterung des bereits hierzu erlangten Fachwissens sowie als Unterstützung bei der Bearbeitung von Anwendungsaufgaben genutzt werden. Des Weiteren eignet es sich auch als Begleiter bei der Bearbeitung von Abituraufgaben sowie zur Vorbereitung auf Klassenarbeiten, zur Unterstützung bei der Abiturvorbereitung und zur Intensivierung des erforderlichen Wissens beim Abitur (Abi) im entsprechenden Leistungskurs (LK).
Mittels der anschaulichen Gestaltung und einfachen Bedienbarbarkeit einzelner Module dieser Software können Fragen zum entsprechenden Themengebiet, die mit den Worten Was ist?, Was sind?, Wie?, Wieviel?, Was bedeutet?, Weshalb?, Warum? beginnen beantwortet werden.
Eine Herleitung dient dazu, zu erklären, weshalb es zu einer Aussage kommt. Derartige Folgerungen sind unter anderem dazu nützlich, um zu verstehen, weshalb eine Formel bzw. Funktion Verwendung finden kann. Dieses Modul kann auch in diesem Fall hilfreich sein und ermöglicht es durch dessen Nutzung oftmals, einer entsprechenden Herleitung bzw. einem Beweis zu folgen, oder einen Begriff zum entsprechenden Fachthema zu erklären.
Bei Fragen deren Wörter Welche?, Welcher?, Welches?, Wodurch? bzw. Wie rechnet man? oder Wie berechnet man? sind, können zugrunde liegende Sachverhalte oftmals einfach erklärt und nachvollzogen werden. Auch liefert diese Applikation zu vielen fachthemenbezogenen Problemen eine Antwort und stellt eine diesbezüglich verständliche Beschreibung bzw. Erklärung bereit.
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Parabolspiegel zu finden.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Schräger Wurf - Schiefer Wurf, Waagerechter Wurf - Horizontaler Wurf, Hookesches Gesetz, Mechanische Arbeit, Zweites Newtonsches Gesetz, Drittes Newtonsches Gesetz, Gedämpfte mechanische Schwingung, Bewegungen auf einer Kreisbahn, Hebelgesetz, Chaotisches Doppelpendel, Mathematisches Pendel, Freier Fall und Luftwiderstand, Harmonische Schwingungen, Molekularbewegungen, Brownsche Bewegungen, Potentielle und kinetische Energie, Ideale Strömung - Volumenstrom, Druck in Flüssigkeiten, Wellen - Simulationen, Zusammengesetzte Bewegung, Bewegungen in der Ebene, Carnotscher Kreisprozess, Adiabatische Zustandsänderung, Isotherme Zustandsänderung, Isobare Zustandsänderung, Isochore Zustandsänderung, Beugung am Spalt, Hohlspiegel, Sammellinse, Zerstreuungslinse, Wechselstromkreise, RLC-Kreis - RLC-Schaltung, RL-Kreis - RL-Schaltung, RC-Kreis - RC-Schaltung, Resonanz - Resonanzkurve, Widerstände im Wechselstromkreis, Schwingungen und deren Überlagerung, Plattenkondensator, Ladung und Entladung von Kondensatoren, Reihenschaltung und Parallelschaltung, Lissajou-Figuren, 1. Keplersches Gesetz, 2. Keplersches Gesetz, 3. Keplersches Gesetz
Reflexion - Lichtbrechung - Zerstreuungslinse - Sammellinse - Hohlspiegel - Beugung am Spalt - Plancksches Strahlungsgesetz
Unterprogramm Reflexion am Spiegel
PhysProf 1.1 - Unterprogramm RLC-Kreis
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven in Parameterform
SimPlot 1.0 - Grafik- und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke
Physik interaktiv
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Mechanik eingebundenen Unterprogramm,welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Elektrotechnik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Thermodynamik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.
Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.
Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
- Kurzinfos zum Themengebiet Analysis
- Kurzinfos zum Themengebiet Geometrie
- Kurzinfos zum Themengebiet Algebra
- Kurzinfos zum Themengebiet 3D-Mathematik
- Kurzinfos zum Themengebiet Stochastik
- Kurzinfos zum Themengebiet Vektoralgebra
- Kurzinfos zum Themengebiet Trigonometrie
- Kurzinfos zu sonstigen Themengebieten
Visualisierung und Simulation interaktiv
SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.
Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
