Klausuren

Antworten
Benutzeravatar
Hans Oberlander
Beiträge: 2570
Registriert: 19.12.2006 22:22

Klausuren

Beitrag von Hans Oberlander » 08.07.2009 23:12

LoveBuzz hat geschrieben:ich habe was im archiv gefunden... wäre gut wenn einer der admins vllt ein entsprechendes thema bei den artikeln machen könnte... diese prüfung war wohl mündlich...

1.Frage welche Modelle für Lichtbetrachtungen gibts? - geometr Optik, Wellenoptik und Quantenoptik. Was kann damit beschrieben werden? - Beugung, Photoeffekt usw
Dann kamen Fragen zu Folgendem dran:
- Welches Grundprinzip für Strahlenausbreitung + dieses erklären? - Fermat mit Summe(n*l) und Integral (N*dl)
- Was leitet sich aus Fermat ab + diese erklären? - Brechungsgesetz und Relfexionsgesetz
- Totalreflexion erklären aus optisch dichterem in optisch dünnere Medium
- Wofür wrd Totalreflexion angewendet? Lichtwellenleiter (abrupter n-Übergang und stetiger n-Übergang)
- Eigenschaften von Licht (Kreuzungsfreiheit, Durchmesser=0 usw.) nennen
- Strahlengang für Brechnung an sphärischer Grenzfläche zeichnen (Punkt auf optischer Achse, F nicht gegeben)
- Strahlengang für dünne Linse (Objekt h)
- Strahlengang für dicke Linse (Objekt h)
- Wie kann man aus dem Lichtstrahl-Experiment die Hauptebenen ermitteln?
- Abbildungsfehler (Monochromatisch (Lambda-unabhängig, Ursachen erklären)
- sphärische Abberation (stärkere Brechung am Rand + paraxialer Brennpunkt)
- Abbildungsfehler (Chromatisch, Ursachen erklären)
- Interferenz von Wellen allgemein (konstruktiv bei OPD=k*Lambda und destruktiv bei OPD=(k+1/2)*Lambda)
- OPD bei Dopplerspalt-Experiment einzeichnen und Wellenfront für Maximum erster Ordnung einzeichnen (mit OPD = 1Lambda)
- Polarisation erklären
- wie erreicht man zirkulare Polarisation?
- spontane Lichtemission im Halbleiter-Kristall, zeichnen, E = h*nü
(- innerer Photoeffekt, zeichnen)
- induzierte Lichtemission, zeichnen
- Laseraufbau, zeichnen (optischer Resonator, verstärkendes Medium und Teil für Besetzungsinversion)
- wie funktioniert der Laser und wodurch entsteht die Besetzungsinversion?

Benutzeravatar
Hans Oberlander
Beiträge: 2570
Registriert: 19.12.2006 22:22

Re: Klausuren

Beitrag von Hans Oberlander » 12.07.2009 23:09

Hans Oberlander hat geschrieben:Wer hat Interesse daran die Klausur zu rekonstruieren? Reihenfolge sei mal dahingestellt.

1. Bei welchen Anwendungen wird folgendes Modell genutzt und was für Erscheinungen lassen sich damit erklären:
a) Geometrische Optik
b) Wellenoptik
c) Teilchenoptik

2. Eine Planparallele Glasscheibe gegeben, Eintrittswinkel 30°. Wie groß ist der Winkel des Strahles im Glas und wie groß ist der Austrittswinkel?

3. Konstruieren Sie den Strahlenverlauf für eine dünne Konkavlinse und eine dicke Konvexlinse. Die Brennweiten seien bekannt. Zeichnen sie für die dicke Konvexlinse auch die Hauptebenen ein.

4. Gegeben war ein Refraktometer mit Neigungswinkel 22,5 °. Der Aufbau war genauso wie bei Übung 1 Aufgabe 2.

5. Gegeben war eine dicke Konvexlinse und ein Strahlenverlauf. Wie kann man aus dem gegebenen Strahlenverlauf die Hauptebene H' bestimmen?

6. Gegeben war ein Aufweitungssystem nach Kepler wie in der Übung 6 Aufgabe 2. Die Brennweite der kleinen Linse war f1' = 10 mm. Der Durchmesser der kleinen Linse war d1 = 2 mm, der Durchmesser der großen Linse d2 = 24 mm. Beides Bikonvexlinsen deren Brennpunkt zusammenfällt (F1' = F2). Wie groß ist die Brennweite f2 und in welchem Abstand zueinander befinden sich die Linsen?

7. Auf eine starke gekrümmte Linse fällt von einem Objekt aus weißes Tageslicht bzw. sehr monochromatisches rotes Laserlicht. Wie unterscheiden sich die Abbildungen, warum und wie nennt man diesen Effekt?

8.
a) Wie stellt sich der Abbildungsfehler Koma dar (Skizze)?
b) Wie stellt sich der Abbildungsfehler Astigmatismus dar (Skizze)?

9. Was ist die optische Weglänge (eventuell Skizze)?

10. Gegeben war ein Antireflexionsschichtaufbau.
a) Zeichnen Sie den Strahlenverlauf und erklären Sie wozu dieser Aufbau dient.
b) Auf welcher Glassorte (n1 = 1,4; n2 = 1,8) würden sie diese Schichtanordnung eher anbringen?
c) Kann man mit diesen einschichtigen Aufbau für alle Farben und Einfallswinkel benutzen?

11.
a) (Es ging um chromatische Abbildungsfehler). Wie nennt man diese Abbildungsfehler, warum entstehen sie und wie können Sie reduziert werden?
b) Können Maßnahmen getroffen werden um diesen Abbildungsfehler zu verhindern, wenn ja wie?

12. Es waren zwei Prismen gegeben. Bei einem Prisma war der rechte Winkel links oben (wie ein halbes Kästchen) und der Strahlengang (mit dem Objekt A) kam von links. Das andere Prisma hatte seinen rechten Winkel rechts mittig (Umkehrprisma).
a) Zeichnen Sie den Strahlenverlauf und wie der Buchstabe A steht.
b) Welcher Effekt wird hier benutzt?

13. Aufgabe wie Übung 3 Aufgabe 1.
a) Wieviel Prozent des Lichtes werden beim Austritt von GaAs (n = 3,6) in Luft zurück in den HL reflektiert?
b) Wieviel Prozent des Lichtes werden beim Eintritt von Luft in GaAs zurück in die Luft reflektiert?

14. Zwei Bikonvexlinsen hintereinander. Brechzahl n = 1,5. Wieviel Prozent des Lichtes geht durch die Linsenanordnung durch?

15. Was ist der Unterschied zwischen polarisiertem und nicht polarisiertem Licht?

16. (Es ging um sphärische Aberration). Stark gekrümmte Linse. Was passiert mit achsnahen und achsfernen Strahlen und warum (Skizze)?

17.
a) Wenn ideales Laserlicht durch einen Doppelspalt geschickt wird, tritt ein Effekt auf. Wie nennt man diesen und wie sieht die Intensitätsverteilung aus (Skizze)?
b) Der Doppelspalt wird mit einer Kreisblende ersetzt. Wie sieht nun die Intensitätsverteilung aus und wie nennt man diese?

18. Totalreflexion. Erklären Sie wann dieser Effekt auftritt und ab welchem Winkel (a < a_g, a = a _ g, a => a_g, a > g)?

19. Zeichnen Sie den senkrechten Lichteinfall für diese Anordnungen und geben Sie an wozu dieser Schichtaufbau verwendet wird und wie er funktioniert (War einmal Antireflexionsschicht und Verspiegelungsschicht).

20.
a) Zeichnen Sie die Energieniveaus für spontane und induzierte Emission
b) Welche 3 Bestandteile sind Voraussetzungen für einen Laser

21. Was versteht man unter kohärentem Licht?

22. Wie groß muss die Kohärenzlänge gegenüber dem Gangunterschied sein, damit der Gangunterschied mit einem Interferometer messbar ist. l_c > g oder l_c < g. Begründen Sie!

23. Erklären (Skizzieren) Sie die Energieniveaus für LEDs und OLEDs. Wie unterscheiden sie sich in Beweglichkeit der Ladungsträger und dem Wellenlängenbereich?

lusch3
Beiträge: 30
Registriert: 24.11.2005 10:56

Re: Klausuren

Beitrag von lusch3 » 09.07.2010 22:59

Klausur vom 09.07.10, war ziemlich ähnlich der schon geposteten. Ich versuch soviel wie möglich aus meiner Erinnerung einzubauen. Ist noch nicht komplett, aber gibt sich hoffentlich. Wer noch mehr weiß, oder besser, bitte per PM melden.
Wer hat Interesse daran die Klausur zu rekonstruieren? Reihenfolge sei mal dahingestellt.

1. Bei welchen Anwendungen wird folgendes Modell genutzt, in welchen Größenordnungen bewegen sich diese und was für Erscheinungen lassen sich damit erklären:
a) Geometrische Optik
b) Wellenoptik
c) Teilchenoptik

2. Zwei planparallele, aufeinanderliegende Glasscheibe gegeben, Eintrittswinkel 10°, 2 unterschiedliche Brechzahlen n_1, n_2 . Wie groß ist der Winkel des Strahles im Glas und wie groß ist der Austrittswinkel?

3. Spindelsche Abbildungsfehler. a) sphärische Abberationen, b) Astigmatismus. Wie sieht der Fehler aus, wie entsteht er, was lässt sich dagegen machen?

4. Chromatische Abbildungsfehler. Wie sieht der Fehler aus, wie entsteht er, was lässt sich dagegen machen?

5. Was ist kohärentes Licht und welche Anwendung gibt es?

6. Prisma aus zwei Teilen. Linkes Teil mit Winkel g, dann Luftspalt, rechtes Teil. Lichtstrahl mit Blau, Grün, Rot, gegebene Strahlenverläufe. Blau soll im linken Teil totalreflektiert werden. Brechzahlen für Blau (1,7?), Grün (1,3?), Rot (1,7?) gegeben. In welchen Bereichen kann der Winkel g eingestellt werden um gewünschten Verlauf zu erreichen?
thodel hat geschrieben: nochmal zu 6.: ein ?????-prisma ist gegeben, es gab einen roten, grünen und blauen strahl, die alle 3 senkrecht von links einfallen, und es jeweils eine andere brechzahl im prisma gab. ich glaub blau: n=1,7, rot 1,6 und grün 1,5. an dem ersten luftspalt gab es für den blauen strahl totalreflexion. der rote hatte irgendwo dahinter totalreflexion, der grüne nicht. ansonsten gehen die strahlen soweit ich es erkannt habe, gerade durch. es war nach einem bereich für den winkel gamma gefragt, der zwischen luftspalt (an dem der blaue strahl totalreflektiert wird) und senkrechtem übergang aller 3 strahlen lag.
7. Antireflexionsschicht. Brechzahl(Glas) = 1,7. a) Wie funktioniert ARS? Wie berechnet sich Dicke d? (Hinweis: Übergang zum dichteren Medium --> Phasendrehung um 180°) b) Einfallswinkel ändert sich zu 45°, was muss geändert werden und wie? c) Geben sie geeignete Brechzahl für ARS an. Welche Dicke hat die Schicht bei einer Wellenlänge von 632nm und einem Einfallswinkel von 45°?

8. Unterschied optische/geometrische Weglänge. Skizze!

9. Licht fällt durch Lochblende. Wie sieht das Bild aus und Intensitätsverteilung?

10. 3 Bikonvexlinsen hintereinander, Brechzahl 1,5(?), wieviel Licht kommt durch?

11. Erklären (Skizzieren) Sie die Energieniveaus für LEDs und OLEDs. Wie unterscheiden sie sich in Beweglichkeit der Ladungsträger und dem Wellenlängenbereich?

12. <???>

13. <???>
Zuletzt geändert von lusch3 am 12.07.2010 11:48, insgesamt 3-mal geändert.

Benutzeravatar
thodel
Beiträge: 311
Registriert: 11.10.2007 22:15

Re: Klausuren

Beitrag von thodel » 12.07.2010 09:25

bei 1. war noch die größenordnung des jeweiligen gebietes gefragt.
nochmal zu 6.: ein ?????-prisma ist gegeben, es gab einen roten, grünen und blauen strahl, die alle 3 senkrecht von links einfallen, und es jeweils eine andere brechzahl im prisma gab. ich glaub blau: n=1,7, rot 1,6 und grün 1,5. an dem ersten luftspalt gab es für den blauen strahl totalreflexion. der rote hatte irgendwo dahinter totalreflexion, der grüne nicht. ansonsten gehen die strahlen soweit ich es erkannt habe, gerade durch. es war nach einem bereich für den winkel gamma gefragt, der zwischen luftspalt (an dem der blaue strahl totalreflektiert wird) und senkrechtem übergang aller 3 strahlen lag.

es waren insgesamt 13 aufgaben.

ich weiß nicht, ob noch was mit polarisation drankam. ansonsten wie die bereits bekannten klausuren.

Minecand
Beiträge: 25
Registriert: 21.05.2007 15:53
Geschlecht: weiblich
Studienrichtung: Elektrotechnik
Matrikel: 2007
Angestrebter Abschluss: Dipl-Ing.
Wohnort: Dresden
Contact:

Re: Klausuren

Beitrag von Minecand » 14.07.2010 13:18

Nach der 9. Aufgabe mit Lochblende kam noch eine Ähnliche mit Doppelspalt. Also auch mit Intensitätsdiagramm und ich glaub noch irgendwas anderem.
Und irgendwo dazwischen sollte man den Strahlenverlauf durch eine dünne und eine dicke Linse zeichnen.

Benutzeravatar
Master
Beiträge: 80
Registriert: 12.02.2012 15:30
Geschlecht: männlich
Studienrichtung: Elektrotechnik
Matrikel: 2011

Re: Klausuren

Beitrag von Master » 19.07.2014 13:46

Klausur SS 2014, 18.07.2014

Aufgabe 1
Es waren ungefähr 10 optische Erscheinungen gegeben (Interferenz, Brechung, Beugung,... usw.) und man sollte die Modelle des Lichts zuordnen, mit denen diese erklärt werden können. Dabei waren manche Erscheinungen doppelt vorhanden, z. B. Interferenz (qualitativ) und Interferenz (quantitativ).


Aufgabe 2
Ein Lichtstrahl fällt auf Glas. Man sollte den prinzipiellen Verlauf des gebrochenen Lichtstrahls im Medium und den wieder austretenden Lichtstrahl in Luft zeichnen (d. h. nicht mit den genauen Winkeln, da auch kein Einfallswinkel gegeben war!)
(a) für n = 1,4
(b) für n = 1,8

Aufgabe 3
Aufgabe 4 aus der Klausur SS 2013

Aufgabe 4
Zeichnen Sie den Strahlenverlauf durch zwei dünne Linsen, die erste konkav und die zweite konvex. (Abbildung war gegeben, man sollte nur den Strahlenverlauf eintragen.) Kann das projizierte Bild auf einem Bildschirm betrachtet werden?

Aufgabe 5
Gegeben waren eine konvexe und eine konkave Linse in 2 unterschiedlichen Medien, das eine Medium links war Wasser, das rechte war Öl. Betrachtet wurden 2 Fälle:
(a) der Radius der Grenzfläche beträgt R = -50 mm
(b) der Radius der Grenzfläche beträgt R = +50 mm
Gegeben war außerdem die Formel zur Berechnung der Brennweite: 1/fges = (n - 1)(1/R1 - 1/R2)
Für beide Fälle sollte die Brennweite berechnet werden und angegben ob das Linsensystem eine konvexe oder konkave Wirkung hat. Zusätzlich sollte der weitere Strahlenverlauf hinter dem Linsensystem skizziert werden.

Aufgabe 6
(a) Es war eine Gesamtbrennweite von f' = 80 mm gegeben. Die erste Linse des Linsensystem sollte konvex sein und eine ABBE'zahl von vd1 = 70 mm haben. Es sollte begründet werden, welche ABBE'zahl die zweite Linse haben soll. Es standen folgende zur Verfügung: vd2 = (30, 50, 70)!
(b) Skizzieren Sie die Funktion eines Achromaten. Wie lautet die Achromatenbedigung?

Aufgabe 7
(a) Nennen Sie einen monochromatischen Abbildungsfehler, dessen Auswirkung und mindestens zwei Möglichkeiten wie man ihn korrigieren kann.
(b) Treten monochromatische Fehler auch bei Linsenoptiken auf?

Aufgabe 8
Aufgabe 9 aus der Klausur SS 2013. (Ich glaube mit den gleichen Zahlenwerten.)

Aufgabe 9
(Hier bin ich mir bei den Werten nicht mehr ganz sicher)
(a) Welche Wirkung hat eine lamda/4 -Schicht auf Glas? Skizzieren Sie den Schichtaufbau mit ns = 1,88. Geben Sie auch die Schichtdicke an.
(b) Welche Wirkung hat eine lamda/4 -Schicht auf Glas? Skizzieren Sie den Schichtaufbau mit ns = 1,37. Geben Sie auch die Schichtdicke an.

Das Glas hatte die Brechzahl n = 1,55, die Wellenlänge betrug lamda = 625 nm

Aufgabe 10
(a) Zeichnen Sie den Strahlenverlauf eines Parallelstrahls von einem Objekt auf eine dünne konvexe Linse. Die bildseitige Brennweite beträgt f' = 20 mm. Das Objekt befindet sich im Abstand a = 30 mm von der Linse entfernt und in einer Höhe h = 15 mm von der optischen Achse.
(b) Berechnen Sie den Abstand des projizierten Bildes von der Linse und die entstehende Vergrößerung.

Aufgabe 11
Nennen Sie mindestens 4 monochromatische Linsenfehler.

Aufgabe 12
(a) Skizzieren und beschreiben Sie das Doppelspaltexperiment.
(b) Das Doppelspaltexperiment galt als Beweis für ein Modell des Lichts. Für welches?


Aufgabe 13
Skizzieren sie die Energieniveaus für spontane Emission und für Absoprtion. Welche Energie hat das Photon jeweils?


Ich glaube das waren alle Aufgaben. Es kann sein, dass sie nicht ganz in der richtigen Reihenfolge sind, da ich alles aus dem Kopf rekonstruiert habe. Das sollte aber egal sein.

Beste Grüße und viel Erfolg allen nachfolgenden Jahrgängen.
- Wir alle sind Spieler im selben Spiel und wir spielen immerzu das gleiche Spiel. 4 gewinnt.
- Exzellenzuni, Exzellenzcluster. Sind wir jetzt auch alle von Haus aus exzellente Studenten? Dann gilt: Lernen adé.
- 1Live-Sektorkind

Benutzeravatar
ThatGuy
Beiträge: 537
Registriert: 23.02.2011 11:59
Geschlecht: männlich
Matrikel: 2010

Re: Klausuren

Beitrag von ThatGuy » 02.09.2015 12:34

Aufgaben der Semesterklausur aus dem SS2013
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.

JayPoint
Beiträge: 13
Registriert: 03.01.2015 16:44

Re: Klausuren

Beitrag von JayPoint » 21.07.2018 14:08

Die Klausur im Sommersemester 2018 entsprach weitestgehend der Klausur von 2013 mit leichten Abwandlung und deutlich reduziertem Umfang. (Es stehen für beide Prüfungen insgesamt 120 Minuten zur Verfügung)

Als neue Aufgabe kam hinzu:
(1) es war eine Schicht (Zuckerlösung) gegeben. Am Boden dieser Schicht war ein Spiegel, welcher um den Winkel alpha (gegen den USZ) ausgelenkt war. Ein Strahl trat senkrecht in die Schicht ein und wird an dem Spiegel abgelenkt und anschließend an der Grenzschicht Zuckerlösung -> Luft totalreflektiert.

Gegeben war der Auslenkungswinkel alpha, Gesucht ist die Brechzahl der Lösung.

(2) Beugungsmuster am Spalt skizzieren
(3) Kam in Übung 6: Eine Ent- oder Verspiegelung mit mehreren Schichten. n1, n2, ng waren gegeben. Gesucht waren die Schichtdicken d1 und d2

alweet722
Beiträge: 3
Registriert: 24.01.2017 15:22
Geschlecht: männlich
Studienrichtung: Elektrotechnik
Matrikel: keine Angabe
Angestrebter Abschluss: Dipl-Ing.

Re: Klausuren

Beitrag von alweet722 » 13.07.2019 14:02

Klausur SS2019 wurde wieder 90 Minuten geschrieben (also 180 Minuten mit Sensorik). Die war weitgehend eine Mischung aus Klausuren SS2013 und SS2014. Was man zusätzlich noch beachten muss, sind die Aufgaben mit Konfokalmikroskop (Objektpunkte P1, P2, P3 gegeben, man muss Punkte P2 und P3 in der Detektorebene zeichnen) und mit Energieniveaus von LED und OLED (diese Zeichnen, Ladungsträgerbeweglichkeiten und spektrale Bandbreiten vergleichen).
Die Klausur ist gut machbar, wenn ihr Übungen machen könnt, es lohnt sich auch alte Klausuren durchzurechnen.

Antworten

Zurück zu „Technische Optik“