[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.
BildkonstruktionMan 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)?
2 Antworten
Aber wieso wird der Mittelpunktstrahl nicht gebrochen?
Da haben wir mal wieder den Unterschied zwischen einer vereinfachten Theorie und den praktischen Problemen. Tatsächlich wird der Mittelpunktstrahl zweimal gebrochen, sodass zwar die Richtung erhalten bleibt, aber der Austroitt leicht versetzt zum Eintritt erfolgt. Je dünner die Linse, umso gerunger ist dieser Fehler. Leider treten genüber eine theoretisch odealen Linse in der Praxis an allen Ecken und Enden sogenannte Linsen- oder Abbildungsfehler auf. Die Realität ist so schwierig, dass man auf dem Gebiet der Optik und der Linsen vielfältig promovieren kann (wobei ich in meinem Bekanntenkreis mindestens 7 promovierte Physiker habe, die alle in Optik machen, was an einer der renommiertesten Weltfirmen der Optik liegt, die in meiner Nachbarschaft liegt). Um die grundlegenden Prinzipien zu verstehen, kann man aber den Mittelpunktstrahl erstmal als Gerade annehmen.
Bedeutet achsenparallel hier, dass der Strahl parallel zur optischen Achse ist?
Ja, logisch. Die andere Achse wäre die Linsenachse und die fällt raus, bleibt also nur die optische Achse übrig.
Aber was bedeutet hier reell?
Das bedeutet, dass das Bild wirklich da ist. Da könntest du z.B. einen Film oder einen Kamerachip hinhalten oder eine Leinwand und das Bild würde entsprechend aufgenommen werden.
Und was ist das Gegenteil von reell?
Das Gegenteil wäre ein virtuelles Bild, also ein scheinbares Bild, womit wir in den Bereich der optischen Täuschungen reinkommen. Dein Kopf beim morgendlichen Blick in den Spiegel wäre z.B. ein viertuelles Bild. Den Raum, den du hinter dem Spiegel siehst, gibt es nicht. Der ist nur ein virtuelles Abbild des Raumes vor dem Spiegel.
Bedeutet achsenparallel hier, dass der Strahl parallel zur optischen Achse ist?
Ja.
Aber was bedeutet hier reell? Und was ist das Gegenteil von reell? Was ist ein Beispiel für das Gegenteil von reell (in diesem Kontext)?
Ein reelles Bild bedeutet, dass von den Punkten des Bildes tatsächlich Lichstrahlen ausgehen, genau wie bei einem realen Gegenstand. Der Gegensatz dazu ist ein virtuelles Bild, z.B. wenn die Sammellinse als Lupe verwendet wird (der Gegenstand befindet sich näher als die Brennweite oder bei der Brennweite) oder bei einem Spiegel. Die Lichtstrahlen scheinen von einem Punkt auszugehen (verlängert man die Strahlen rückwärts), doch es gehen vom virtuellen Bild keine echten Lichstrahlen aus. An der Stelle eines reellen Bildes könnte man einen Schirm aufstellen, und es würde das Bild darauf abgebildet - bei einem virtuellen Bild ist dies nicht möglich.
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