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[Physik] Bildkonstruktion: Sammellinse?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um das Thema perfekt zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen und ausführlichen Antworten.

Bildkonstruktion
Man zeichnet den Brennpunkt auf beiden Seiten der Linse ein (die Strahlen könnten ja auch von der anderen Seite kommen). Durch die Brennpunkte zieht man eine Achse, die als optische Achse / optische Ebene bezeichnet wird.
  • Das verstehe ich.
Durch die Linse gibt es ebenfalls noch eine Achse, die als Linsenebene bezeichnet wird, sie steht senkrecht zur optischen Achse. Da wo sich Linsenebene und optische Achse schneiden, ist der Mittelpunkt der Linse.
  • Das verstehe ich.

Wir möchten nun wissen, wo der rote Punkt auf der anderen Seite der Linse abgebildet wird. Hierfür bedienen wir uns drei ausschlaggebender Strahlen, die vom Punkt weggehen.

Nun gibt es den Achsenparallelstrahl, welcher parallel zur optischen Achse (= optische Ebene) zur Linse verläuft. Dort wird er so gebrochen, dass er durch den Brennpunkt auf der anderen Seite verläuft.

  • Das verstehe ich.

Der zweite Strahl ist der Mittelpunktstrahl, welcher, wie der Name schon sagt, durch den Mittelpunkt der Linse hindurchgeht (da wo sich optische Ebene und Linsenebene schneiden). Der Mittelpunktstrahl verläuft so, dass er nicht gebrochen wird.

  • Aber wieso wird der Mittelpunktstrahl nicht gebrochen? Das verstehe ich nicht. Denn der Mittelpunktstrahl trifft hier ja nicht genau wie das Lot in die Linse ein und er tritt ja auch nicht genau wie das Lot aus der Linse aus. Somit muss der Mittelpunktstrahl doch auch gebrochen sein? Das verstehe ich leider nicht nicht. Hier ist das dargestellt:

Und dann gibt es auch noch den dritten Strahl, der sogenannte Brennstrahl, welcher durch den diesseitigen Brennpunkt (welcher sich auf der Seite des Punktes befindet) verläuft. Der Brennstrahl verlässt die Linse dann achsenparallel.

  • Bedeutet achsenparallel hier, dass der Strahl parallel zur optischen Achse ist?

Und da wo sich die drei Strahlen nun treffen, wird der Punkt auf der anderen Seite der Linse abgebildet.

Der Baum würde umgekehrt und etwas größer dargestellt werden. Dort treffen sich also alle zusammengehörigen Strahlen, die von den Punkten des Baumes ausgehen, er könnte dort auf einer Leinwand abgebildet werden. Das Bild ist somit reell.
  • Aber was bedeutet hier reell? Und was ist das Gegenteil von reell? Was ist ein Beispiel für das Gegenteil von reell (in diesem Kontext)?
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Licht, Linsen, Formel, Optik, Physiker, konvex

[Physik] Konvexlinsen und Konkavlinsen?

Guten Tag,

ich benötige bei dem Thema noch ein bisschen Hilfe und freue mich sehr auf eure hilfreichen und leicht verständlichen Antworten.

Auch Zerstreuungslinsen haben eine Brechkraft, diese ist allerdings negativ, weil der gedachte Brennpunkt und auch die Brennweite vor der Linse sind und daher ein umgekehrtes Vorzeichen haben.

Das verstehe ich.

Eine Zerstreuungslinse mit einer Brennweite von -2 Meter hätte eine Brechkraft von -0,5 dpt.

Das verstehe ich.

Somit könnt ihr auch erkennen, ob ein Brillenträger Sammellinsen oder Zerstreuungslinsen trägt. Ist die Brechkraft der Linsen positiv, trägt er Sammellinsen, ist sie negativ, trägt er Zerstreuungslinsen.

Da meine Brechkraft in Dioptrien negativ ist, trage ich also Zerstreuungslinsen (Konkavlinsen). Bei Zerstreuungslinsen unterscheidet man ja zwischen plankonkav und bikonkav (genauso ja auch bei Sammellinsen (Konvexlinsen)) . Aber wie funktioniert es, dass die Gläser meiner Brille Zerstreuungslinsen, also konkav sind? Denn die Form der Gläser ist ja von außen nicht plankonkav (eine Seite ist ja nicht ganz flach) und auch nicht bikonkav (beide Seiten sind ja nicht nach innen gewölbt, sondern nur eine). Wie unterscheidet sich die Funktionsweise von Brillen mit Konkavlinsen/Zerstreuungslinsen (negativer Dioptrienwert / negative Brechkraft) und Konvexlinsen/Sammellinsen (positiver Dioptrienwert / positive Brechkraft)?

[Zerstreuungslinsen (Konkavlinsen)]

[Sammellinsen (Konvexlinsen)]

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Licht, Linsen, Formel, Optik, Sammellinse, brennpunkt, brennweite, konvex

[Physik] Geometrische Optik: Totalreflexion?

Guten Tag,

ich verstehe leider die Totalreflexion noch nicht so wirklich. Ich freue mich sehr auf eure ausführlichen und leicht verständlichen Erklärungen.

Totalreflexion kann beim Übergang vom optisch dichteren ins optisch dünnere Medium stattfinden, wenn der Einfallswinkel so groß ist, dass der Brechungswinkel nach dem Brechungsgesetz über 90° wäre.

  • Der Einfallswinkel ist hier ja Alpha. Alpha Strich ist hier der Ausfallswinkel. Da es hier zu einer Totalreflexion kommt, gilt Einfallswinkel Alpha = Ausfallswinkel Alpha Strich.
  • Aber wie kann man hier berechnen, dass der Brechungswinkel über 90° ist? Das verstehe ich leider noch überhaupt nicht. Ich verstehe nicht, wie genau ich erkennen/berechnen kann, ob es zu einer Totalreflexion kommt oder ob es zu einer Reflexion kommt.
  • Wie berechne ich den Grenzwinkel der Totalreflexion?

[Weitere Darstellung]

n2 < n1, d.h. dass n1 das optisch dichtere Medium sein muss.
  • Wieso kann man sagen, dass n1 das optisch dichtere Medium sein muss? Ich weiß, dass angegeben ist, dass der Brechungsindex von n1 größer ist als der Brechungsindex von n2. Also kann man sagen, dass ein größerer Brechungsindex bedeutet, dass das Medium optisch dichter sein muss?
Der Einfallswinkel vom grünen Strahl ist so klein, dass der Brechungswinkel kleiner als 90° ist und der Strahl somit austreten kann und dabei vom Lot weggebrochen wird.
  • Aber wo genau ist überhaupt hier der Brechungswinkel vom grünen Strahl? Wie erkenne ich, dass dieser kleiner als 90° ist?
Beim gelben Strahl ist der Brechungswinkel genau 90° und der Strahl verläuft entlang der Grenzschicht.
  • Wo kann ich hier erkennen, dass der Brechungswinkel vom gelben Strahl genau 90° ist? Ich sehe hier keinen rechten Winkel.
Beim roten Strahl ist der Grenzwinkel überschritten und es kommt zur Totalreflexion.

Das verstehe ich leider auch noch nicht. Wo sehe ich hier beim roten Strahl, dass der Grenzwinkel (Brechungswinkel von 90°) überschritten ist?

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Wasser, Licht, Wellen, Formel, Lichtgeschwindigkeit, Medium, Optik, Physiker, reflexion, Sinus, Vakuum, Brechungsindex, lichtbrechung, totalreflexion

Meinung des Tages: (Wiederkehrende) Fälle von Rassismus bei der Polizei – was muss getan werden, um dem vorzubeugen?

In der ARD-Story „Die Polizei und der Rassismus: Alles nur Einzelfälle?“ wird die Thematik aufgegriffen, die immer wieder die Schlagzeilen dominiert. Wiederholt wurden in der Vergangenheit Polizeibeamte auffällig, die in diversen Chatgruppen verfassungsfeindliche Symbole posten und/oder Migranten diffamieren. Als „Einzelfälle“ werden diese von der Polizeigewerkschaft bezeichnet. 

Insider berichten über Vorfälle

In der besagten ARD-Story begibt sich ein Reporter auf Spurensuche. Während seiner Nachforschungen spricht er mit Insidern, die dem Begriff der „Einzelfälle“ nicht zustimmen. Ganz im Gegenteil: Gesprochen wird unter anderem über „Racial Profiling“ – eine Methode, bei der das Erscheinungsbild einer Person, also beispielsweise Hautfarbe oder Gesichtszüge, als Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen durch die Polizei herangezogen werden. In Deutschland verstößt diese Vorgehensweise gegen Art. 3 GG

Ebenfalls wird darüber berichtet, dass einige Polizeibeamte zusehends näher an die AfD heranrücken, gesprochen wird gar über einen „Rechtsruck“ innerhalb der Polizei.

Ein ehemaliger Polizist, der selbst eine Migrationsgeschichte hat, erzählt von einigen Vorfällen in seiner Laufbahn. 

Die Erfahrungen von Abdel – Diskriminierung bei der Polizei

Abdel möchte nicht, dass sein Name vollständig genannt wird. Er ist ein Mann Mitte 20, der seit drei Jahren bei der Polizei in Berlin ist. Seine Wurzeln sind in Marokko – in den 60er Jahren wanderte sein Großvater damals nach Deutschland aus. 

Rassismus musste Abdel schon in seiner Kindheit und Jugend erleben – womit er nicht gerechnet hätte, ist, dass auch seine eigenen Kollegen bei der Polizei ihn diesen spüren lassen würden. So erzählte er, dass er selbst in seiner Hundertschaft wiederholt aufgrund seiner Wurzeln diskriminiert wurde. Etwa Kommentare mit Bezug auf die Kölner Silvesternacht – und ob Abdel nicht dabei gewesen sei, einer der Grabscher sei. 

In der bekannten Silvesternacht auf der Kölner Domplatte begingen vor einigen Jahren nordafrikanische Einwanderer Übergriffe auf Frauen. Ein Verhalten, mit dem Abdel nicht gleichgesetzt werden will. Entsetzt hinterfragt er, wo er da eigentlich bei der Polizei gelandet sei. Eine Rücksprache mit seiner Vorgesetzten, bei der er den Vorfall meldete, führte ins Leere. 

SWR-Recherchen zeigen, dass es sich bei den Erfahrungen von Abdel nicht um eine absolute Ausnahme handelt. Über Diskriminierung unter den Kollegen wird nur nicht besonders viel gesprochen – denn keiner traut sich. 

Der Generalverdacht 

Es gibt keine wirklich zuverlässigen Zahlen über das Rassismusprobleme bei der Polizei. Eine unabhängige Forschung dazu wird derzeit von den meisten Innenministern nicht unterstützt. Eine potentielle derartige Forschung wird auch von Lobbyisten wie Rainer Wendt von der Deutschen Polizeigewerkschaft, abgelehnt. Er argumentiert, dass „Polizeiforscher“ weder unabhängig noch neutral innerhalb der Polizei etwas untersuchen könnten, da ihnen schlichtweg die Kompetenz dazu fehle

Die Gewerkschaft nimmt offenbar an, dass eine derartige Forschung ähnlich eines Generalverdachts wäre. 

Anders sieht es aber bei den Polizisten selbst aus – besonders jüngere Mitglieder sind genervt von der Blockadehaltung der Gewerkschaftsvertreter. Zu häufig würden sie mit dem Vorwurf konfrontiert werden, alle Polizisten seien auch Rassisten. Das verkompliziert auch ihren Berufsalltag. 

Unsere Fragen an Euch: 

  • Was sollte bei der Polizei getan werden, um derartige Vorfälle zu vermeiden? 
  • Sollte es solch unabhängige Forschungen geben? 
  • Müssten striktere Konsequenzen folgen, wenn es zu diskriminierenden Aussagen wie bei Abdel kommt? 
  • Habt Ihr das Gefühl, dass es bei der Polizei tatsächlich einen Rechtsruck gibt? 
  • Sollten Streifenpolizisten in bestimmten Brennpunktvierteln ggf. häufiger rotieren, so dass sich mögliche rassistische Menschenbilder nicht verfestigen?
  • Sollten Polizisten im Zuge der Ausbildung verstärkt psychologisch und interkulturell geschult werden, so dass rassistische Tendenzen frühzeitig erkannt und bekämpft werden können?

Wir freuen uns auf Eure Antworten!Viele Grüße
Euer gutefrage Team

Quellen:

https://www.tagesschau.de/inland/gesellschaft/rassismus-polizei-104.html
https://www.ardmediathek.de/video/story/die-polizei-und-der-rassismus-alles-nur-einzelfaelle/das-erste/Y3JpZDovL3N3ci5kZS9hZXgvbzIxMDU5OTk
https://www.gesetze-im-internet.de/gg/art_3.html

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