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2.3 Optische Linsen. III. Optische Linsen Sammellinsen: (in der Mitte dicker als am Rand) bikonvex plankonvex konkavkonvex Streulinsen: (in der Mitte.

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1 2.3 Optische Linsen

2 III. Optische Linsen Sammellinsen: (in der Mitte dicker als am Rand) bikonvex plankonvex konkavkonvex Streulinsen: (in der Mitte dünner als am Rand) bikonkav plankonkav konvexkonkav Arten von Linsen Linsen bestehen aus zwei gegeneinander gekrümmten optischen Grenzflächen.

3 III. Optische Linsen Was charakterisiert eine Linse ? treffen parallele Lichtstrahlen auf eine (dünne) Linse, so sammeln sich diese alle in einem Punkt der Brennebene (Ebene parallel zur Mittelebene) parallel zur optischen Achse einfallende Lichtstrahlen sammeln sich im Brennpunkt (für jede Linse typisch) optische Achse Mittelebene Brennweite

4 III. Optische Linsen Sammellinsen: positive Brennweite; Streulinsen: negative Brennweite je kleiner die Brennweite, desto stärker die Brechung der Lichtstrahlen Maßeinheit Dioptrien (1 dpt): Eine Dioptrie ist der Kehrwert der Brennweite gemessen in Meter z.B. f = 20 cm = 1/5 m => 5 dpt 2 dpt => 1/2 m = 50cm = f je größer die Brechkraft, desto größer die Dioptrienzahl Sammellinsen: positive Dioptrienzahl; Streulinsen: negative Dioptrienzahl Brennweite: Brechkraft: Was charakterisiert eine Linse ?

5 III. Optische Linsen 1.direkte Bestimmung der Brennweite 2.Bestimmung aus den Abbildungseigenschaften Entfernung zum Objekt, bei dem keine Abbildung möglich ist (Umkehrung des Lichtwegs) Entfernung, bei der sich die Lage des Bildes umdreht (siehe Folie Abbildungseigenschaften von Sammellinsen) Bestimmung der Brennweite

6 III. Optische Linsen Bildkonstruktion bei Linsen: besondere Strahlen achsenparalleler Strahl Mittelpunktstrahl Brennpunktstrahl Mittelpunktstrahl achsenparalleler Strahl

7 III. Optische Linsen Bildkonstruktion bei Sammellinsen von jedem Punkt des Gegenstandes gehen beliebige Lichtstrahlen aus; dort, wo sich mehrere (mindestens zwei) dieser Lichtstrahlen wieder treffen, entsteht ein Bild des Punktes Randbedingungen: dünne Linse, kleines Objekt

8 III. Optische Linsen Abbildungseigenschaften von Sammellinsen Gegenstands- weite BildweiteBildgrößeArt des Bilds g < fBild scheinbar vor der Linse b < 0 größer als Gegenstand B > G virtuell, aufrecht g = f--- f < g < 2fb > 2fgrößer als Gegenstand B > G reell, umgekehrt g = 2fb = g = 2fgleich Gegenstand B = G reell, umgekehrt g > 2ff < b < 2fkleiner als Gegenstand B < G reell, umgekehrt f g b G B

9 III. Optische Linsen Abbildungseigenschaften von Sammellinsen = Hohlspiegel Gegenstands- weite BildweiteBildgrößeArt des Bilds g < fBild scheinbar vor der Linse, Hohlspiegel b < 0 größer als Gegenstand B > G virtuell, aufrecht g = f--- f < g < 2fb > 2fgrößer als Gegenstand B > G reell, umgekehrt g = 2fb = g = 2fgleich Gegenstand B = G reell, umgekehrt g > 2ff < b < 2fkleiner als Gegenstand B < G reell, umgekehrt f g b G B r 2f = r, Krümmungsradius

10 III. Optische Linsen Bildkonstruktion bei Streulinsen Konstruktion erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie bei der Sammellinse, jedoch mit bildseitig gespiegeltem Brennpunkt als Bezugsstelle virtuelles Bild durch Projektion des Betrachters Bei der Zerstreuungslinse gibt es keine reellen Bildern, sondern nur aufrechte, virtuelle Bilder, die stets kleiner als der Gegenstand sind.

11 III. Optische Linsen Das Auge: Schema Lichtstrahlen werden durch die Linse gebrochen die größte Brechung erfolgt normalerweise beim Übergang Luft – Hornhaut (zur Vereinfachung wird im Folgenden darauf verzichtet)

12 III. Optische Linsen Das Auge: Fernakkommodation Lichtstrahlen eines weit entfernten Punktes treffen nahezu parallel auf das Auge scharfes Bild

13 III. Optische Linsen Das Auge: Fernakkommodation Kurzsichtigkeit: unscharfes Bild scharfes Bild

14 III. Optische Linsen Das Auge: Nahakkommodation: scharfes Bild

15 III. Optische Linsen Das Auge: Nahakkommodation Weitsichtigkeit: unscharfes Bild scharfes Bild

16 III. Optische Linsen Das Auge: der Sehwinkel Der Sehwinkel ist entscheidend für die Größe des Bildes auf der Netzhaut und somit dafür, wie groß wir Gegenstände wahrnehmen. wird durch Gegenstandsgröße und –weite beeinflusst. min. Sehwinkel (1/60)° gibt das Auflösungsvermögen (zwei Stecknadelköpfe in 10m Abstand) Lupe dient zur Vergrößerung des Sehwinkels !


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