So weit die Prüfungszahl nicht zu groß ist, wird eine mündliche Prüfung gegenüber einer schriftlichen Prüfung bevorzugt.

In der Prüfung werden auf unterstem Kompetenzniveau Kenntnisse abgefragt. Das sind beispielsweise die Vorzeichnkonvention, die Form der Abbildungsgleichung bei unterschiedlichen Lichtrichtungen, die Definition des Hauptstrahles oder die normgerechte Kennzeichnung von Optik-Komponenten.

Auf nächster Kompetenzstufe werden Fertigkeiten geprüft. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Skizzen von optischen Strahlengängen gezeichnet werden müssen, wobei die qualitativ richtige Lage von funktionalen Ebenen wichtig ist. Weiterhin können Berechnungen durchgeführt werden, z.B. zum Auflösungsvermögen optischer Systeme, der Bildhebung bei Systemen mit verschiedenen Brechzahlen oder Gesamtbrennweite mehrlinsiger Systeme.

Die höchste prüfbare Kompetenzstufe betrifft die Methodenkompetenz. Deren Ausprägung kann überprüft werden, indem ein Anwendungsfall geschildert wird: Aufgaben können sein, ein Mikroskop mit eigener Lichtquelle auszulegen zu lassen, wobei entweder einige Zielparameter oder Basiskomponenten als gegeben angesehen werden. In einer geführten Diskussion - oder geführten Rechnung im Falle einer Klausur - kann dabei sehr genau festgestellt werden, ob die zugrundeligenden Prinzipien sicher und proaktiv angewandt werden, ob Querschlüsse gezogen werden können und ob in einer Zusammenschau mit hinreichendem Überblick gedacht und agiert wird.

Die Analyse optischer Systme kann an Beispielen der abbildenden Optik, wir z.B. Fernrohr, Kamera, Beamer, Mikroskop erfolgen. Ebenso ist ein Zugang über Eigenschaften von Systeme zur Vermessung von Optiken möglich, wie z.B. Shack-Hartmann Sensoren, Shearing-Platten, oder adaptiv-optischen Systemen. Die Betrachtungen benötigen keine Hardware und können mit Papier und Bleistift vorlesungsbegleitend durchgeführt werden.

Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Aufbau und Justage eines astronomischen oder terrestrischen Fernrohrs.

Bestimmung der Brennweite eines Objektivs nach Abbe, Bessel oder der Umschlagmethode.

Bestimmun der Hauptebenen nach Abbe oder nach der Methode der Extrapolation des Abbildungsmaßstabes.

Bestimmung der Grenzauflösung an einem Mikroskop nach Köhler.

Quantitative Bestimmung der Bildhelligkeit an einem Mikroskop in Abhängigkeit von Abbildungsmaßstab und Apertur.

Beobachtung von Objekt und Beugungsbild in einem Diffraktionsapparat. Beeinflussung des Bildes durch Eingriff in die Fourier-Ebene, zum Beispiel Frequenzverdopplung

Kenntnisse:

Vor Antritt des Praktikums sind zu Hause ausgearbeitete Aufgaben vorzulegen.
Die Grundideen zum Versuch werden vor dessen Durchführung im Gespräch erfragt.

Fertigkeiten:

Die Strategie den optischen Aufbau zu errichten und justieren muss erläutert werden und wird in der Folge auch begleitet.

Das Versuchsprotokoll wird überpüft auf sprachliche Fähigkeiten, insbesondere Wissenschaftlichkeit und Präzision im Ausdruck und Verständnis der Sachzusammenhänge

Methoden :
Die Auswertungen, vor allem die geforderten Interpretationen der Ergebnisse, erfordern immer ein gewisses Maß an Methodenkompetenz und können so überprüft werden.

Grundlegende Eigenschaften optischer Systeme
Vergrößerung, insbesondere der Unterschied zwischen
Abbildungsmaßstab
Winkelvergrößerung
Lupenvergrößerung
Axialer Vergrößerung
Linsen, Blenden und deren Bilder, insbesondere der Unterschied zwischen
Feldlinsen und Abbildenden Linsen
Feldblenden und Aperturblenden
Pupillen und Luken
Begrifflichkeit und Bedeutung von
Blende
effektiver Blende
Apertur

Fermat'sches Prinzip und Sinussatz

Aus den obigen Grundlagen physikalisch- technische Herleitung von

Auflösungsvermögen optischer Systeme, Bsp.: Handykamera vs. DSLR, Mikroskop

Förderliche Vergrößerung

Lichtstärke optischer Systeme

Konstruktion mehrlinsiger optischer Systeme ohne Einbruch der Lichtstärke, Bsp.: Endoskop

Kontruktion von Objektiven in Linsengruppen: Grundobjektiv, Zoomglied, Fokusglied

Bildhebung

Winkelunabhängiger, paraxialer Effekt

Winkelabhängiger Effekt bei großer Öffnung. Implikation bei der Konstruktion hoch
geöffneter Objektive, Bsp. Mikroskop

Verflochtene Strahlengänge bei Geräten mit eigener Lichtquelle, Bsp: Overhead
Projektor, Beamer, Mikroskop, Optische Lithografie in der Halbleitertechnik

Abbe'sche Theorie der Bildentstehung und Unterbietung des Rayleigh-Limits, Bsp.
Optische Lithographie in der Halbleitertechnik

keine