Sexl Physik 7, Schulbuch

| 20 Mikroskop und Fernrohr Ist ein Gegenstand sehr klein, so versuchen wir ihn näher an das Auge heranzu­ bringen, um ihn genauer betrachten zu können. Auf diese Weise vergrößern wir den Sehwinkel, also den Winkel unter dem wir den Gegenstand sehen ( 20.1 ) und da­ mit sein Bild auf der Netzhaut. Weit entfernte Gegenstände kann man zumeist nicht näher bringen, bei nahen Gegenständen besteht das Problem der begrenzten Ak­ kommodationsfähigkeit der Augenlinse (s. Infokasten). Mikroskope und Fernrohre vergrößern den Sehwinkel. Dazu werden optische Linsen miteinander kombiniert. Beim Lichtmikroskop werden im einfachsten Fall zwei Sammellinsen verwendet: das Okular und das Objektiv. Das Objektiv ist eine stark brechende Sammellin­ se mit einer Brennweite von nur wenigen mm. Es erzeugt ein reelles und stark vergrößertes Bild. Dieses wird durch das Okular wie mit einer Lupe betrachtet. Die Vergrößerung ist das Produkt aus Objektiv und Okularvergrößerung (z. B. 25×8 = 200 fach ). Das Bild ist virtuell. Auch beim Fernrohr entsteht ein Zwischenbild, das aber aufgrund der großen Gegenstandsweite stark verkleinert ist. Da die einfallenden Strahlen aufgrund der Entfernung praktisch parallel sind, entsteht das Bild in der Ebene durch den Brennpunkt. Dort liegt auch der Brennpunkt des Okulars, das auch in diesem Fall als Lupe wirkt. Die Vergrößerung ist der Quotient der beiden Brennweiten und ist umso größer, je größer die Brennweite des Objektivs und je kleiner die Brennweite des Okulars ist. Ein größerer Objektivdurchmesser bewirkt, dass sich die Hellig­ keit des Bildes erhöht, was besonders für astronomische Fernrohre wichtig ist. Okular Zwischenbild Objektiv B 2 f Oku f Oku f Obj vom Gegenstand zum virtuellen Bild Sehwinkel  mit Fernrohr F Sehwinkel ohne Fernrohr Sehwinkel mit Mikroskop Sehwinkel ohne Mikroskop Okular (Lupe) Zwischenbild Objektiv G B 2 B f Oku b g f Obj M  Experiment: Kombination von Linsen Du brauchst: verschiedene Sammellinsen mit Halterung, Stativmaterial und einen klei- nen Gegenstand. Was ist zu tun? 20.1 Baue ein Mikroskop aus zwei Sammellinsen. 20.2 Baue ein Fernrohr aus zwei Sammellinsen. Eine genaue Bauanleitung findest du auf http://physikplus.oebv.at Untersuche, überlege, forsche: optische Geräte 20.1 Informiere dich über die Bauweise eines modernen Lichtmikroskops. Mikroskop und Fernrohr sind auch aus historischer Sicht interessant. Stelle eine Präsen- tation über die Geschichte dieser Instrumente zusammen. In welcher Weise haben sie das Leben der Menschen verändert?  c d c’, d’  20.1 Gegenstände, die wir unter demselben Sehwinkel φ sehen, erscheinen uns gleich groß. 20.2 Das große Fernrohr der Universitätsstern- warte in Wien. Das Objektiv hat eine Öffnung von 68 cm und eine Brennweite von 10,5 m und war zum Zeitpunkt seiner Errichtung 1878 das größte der Welt. 20.3 Links: Strahlengang eines Kepler’schen Fernrohrs. Die einfallenden Strahlen werden auf einer kleinen Fläche (Austrittspupille) gesammelt, die Vergrößerung ist der Quotient der Objektiv- und der Okularbrennweite. Rechts: Strahlengang im Mikroskop. Die Ver- größerung ist das Produkt aus Objektiv- und Okularvergrößerung. Je stärker das Mikroskop vergrößert, desto weniger Licht kommt ins Auge. Daher haben Mikroskope häufig eine zusätzliche Beleuchtung. 20.4 Finde heraus, welche Bedeutung die Zahlen auf diesem Objektiv eines Fotoappara- tes haben! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv