Physik: Sammellinsen mit zusätzlicher Glasscheibe berechnen?
Irgendwie hänge ich bei dieser Aufgabe komplett, kann mir jemand mit dem Ansatz helfen oder sie probeweise durchrechnen? Nein, es ist keine Hausaufgabe, sondern ich habe die Einführung in das Thema krankheitsbedingt verpasst und will es jetzt nachholen.
Es gibt einen Gegenstand, der 1m von einer Sammellinse entfernt positioniert ist. Normalerweise ist diese Linse bei einem 15cm entfernten Schirm scharf. Jetzt packt man aber eine planparallele Glasplatte mit 2cm Dicke und Brechungsindex n=2 zwischen Linse und Schirm.
Inwiefern verändert sich jetzt ein (nicht senkrecht einfallender) Lichtstrahl und um wie viel muss ich den Schirm verschrieben, um es wieder scharf zu haben?
Danke vorab!
4 Antworten
In der Platte ist das Licht langsamer. Die Platte entspricht daher einer entsprechend dünneren "Platte" aus Luft. Also weniger Luft, und weniger Entfernung, als das Licht vor dem Einsetzen der Glasplatte an dieser Stelle zu durchqueren hatte.
Die Bildebene verschiebt sich dadurch näher zur Linse.
Hier wird die Berechnung erklärt (Abschnitt Bildebenenversatz):
Eine planparallele Glasplatte besitzt keine Brechkraft und verändert die Fokuslage einer dahinter befindlichen Linse nicht. Ich bezweifle außerdem sehr stark, daß es eine Glassorte mit Brechungsindex 2 überhaupt gibt.
Was die Glasplatte allerdings bewirkt, ist eine Vergrößerung des Anteils an reflektiertem Licht durch die zusätzlichen 2 Glas-Luft-Grenzflächen, jede davon schluckt etwa 4% des Lichts.
Hallo,
ich würde einen Lichtstrahl betrachten, der mit der optischen Achse einen Winkel von z.B. 30° einschließt. Durch die Platte wird der Strahl parallel verschoben und schneidet die optische Achse später. Um diese Verschiebung muss der Schirm verschoben werden.
Ob das für andere Winkel die gleiche Verschiebung ergibt, weiß ich nicht.
🤓
Die Verschiebung ist tatsächlich vom Winkel abhängig. Sie beträgt näherungsweise d (n-1)/n, aber die Wikipedia sagt dazu:
Dies gilt in guter Näherung für kleine „Öffnungswinkel“, bei denen der Tangens gleich dem Sinus dieses Winkels gesetzt werden kann.
Das Bild wird durch due Glasplatte nicht unscharf.
Es wird nur seitlich verschoben
Das ist die Aufgabe und es muss irgendeine Veränderung geben, weil die weiteren Aufgaben darauf aufbauen.
Wahrscheinlich ist es, typisch Schule, wieder mit irgendwelchen erfundenen Werten, damit man das Prinzip erlernt.
Und die Platte steht zwischen Schirm und Linse. Also praktisch so:
Schirm - Glasplatte - Linse - Gegenstand