Sammellinsen

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Inhaltsverzeichnis

Sammellinsen

Frage: Was bewirkt ein Brennglas?

Nuvola apps edu science.png   Versuch
Verschiedene Sammellinsen werden mit parallelem Licht bestrahlt. Begriffe wie Brennpunkt und Brennweite klären.


Opt 021.gif
Maehnrot.jpg
Merke:
Licht wird hinter einer Sammellinse im Brennpunkt F vereinigt. Die Entfernung von der Linsenmitte bis zum Brennpunkt ist die Brennweite f. Je stärker die Linse gekrümmt ist, desto kleiner ist die Brennweite


Opt 022.gif Eine Sammellinse kann man sich aus einzelnen Prismen zusammengesetzt vorstellen, ähnlich wie bei einem Kugelspiegel verlaufen Randstrahlen nicht mehr durch den Brennpunkt. Dieser Effekt tritt verstärkt bei dicken Linsen auf. Durch ausblenden der Randstrahlen kann man diesen störenden Einfluss vermindern.

Frage: Kann man vorhersagen, wie Licht durch eine Sammellinse hindurch geht?

Nuvola apps edu science.png   Versuch
Parallelstrahl, Mittelpunktsstrahl und Brennpunktstrahl mittels Laser untersuchen.


Opt 023.gif Beim Durchgang durch eine Sammellinse wird:

Der Parallelstrahl zum Brennpunktstrahl.

Der Brennpunktstrahl zum Parallelstrahl.

Der Mittelpunktstrahl bleibt unverändert.

Maehnrot.jpg
Merke:
Sammellinsen vereinigen achsenparallel einfallendes Licht im Brennpunkt. Je stärker die Linse gekrümmt ist, desto kürzer ist ihre Brennweite. Ausgezeichnete Strahlen sind solche, deren Verlauf durch die Linse bekannt ist. Brennpunktstrahl, Mittelpunktstrahl, Parallelstrahl.


Eigenschaften von Sammellinsen

Nuvola apps edu science.png   Versuch
Brennpunktbestimmung einer Linse auf der optischen Scheibe durch paralleles Licht.


Opt 024.gif
Maehnrot.jpg
Merke:
Das von einem Punkt kommende divergente Lichtbündel wird auf eine Sammellinse gelenkt. Hinter der Sammellinse ist das Licht konvergent. Es Vereinigt sich im Bildpunkt.
Nuvola apps edu science.png   Versuch
Eine Lichtquelle wird entlang der optischen Achse verschoben.


Opt 025.gif


Maehnrot.jpg
Merke:
Entfernt man die Lichtquelle vom Brennpunkt, so bewegt sich der Bildpunkt auf den Brennpunkt zu. Nähert man die Lichtquelle dem Brennpunkt, so entfernt sich der Bildpunkt vom Brennpunkt.
Grenzfälle: Ist die Lichtquelle sehr weit vom Brennpunkt entfernt, so befindet sich der Bildpunkt genau im Brennpunkt. Ist die Lichtquelle genau im Brennpunkt, dann befindet sich der Bildpunkt im Unendlichen. Nähert sich die Lichtquelle der Linse über den Brennpunkt hinaus, so ist das Licht hinter der Linse divergent. Es existiert kein Bildpunkt mehr.
Nuvola apps edu science.png   Versuch
Die Lichtquelle wird senkrecht zur optischen Achse verschoben.


Opt 026.gif


Bildpunkt wird ebenfalls senkrecht zur optischen Achse verschoben (Konstruktion des Bildpunktes).


Abbildung durch Sammellinsen

Frage: Wie funktioniert ein Photoapparat? Begriffe wie Belichtung, Blende, Entfernungseinstellung und Tiefenschärfe klären.

Frage: Wo entsteht bei der Linse das Bild? Wie ist der Zusammenhang zwischen Bildweite und Gegenstandsweite?

Nuvola apps edu science.png   Versuch
Eine Kerze wird außerhalb der doppelten Brennweite positioniert. Gemessen wird die Bildweite. Die Position der Kerze wird verändert.Beobachte dabei, wie sich die Bildweite ändert.


Opt 027.gif


Maehnrot.jpg
Merke:
Ist die Gegenstandsweite gleich der doppelten Brennweite, dann ist die Bildweite gleich der doppelten Brennweite. Gegenstands- und Bildgröße sind gleich.
Ist die Gegenstandsweite größer als die doppelte Brennweite, dann liegt die Bildweite zwischen der einfachen und der doppelten Brennweite. Die Bildgröße ist dann kleiner als die Gegenstandsgröße.
Liegt die Gegenstandsweite zwischen einfacher und doppelter Brennweite, dann ist die Bildweite größer als die doppelte Brennweite. Die Bildgröße ist dann größer als die Gegenstandsgröße.


Weblinks

Siehe auch