70 41 Sammellinsen (Konvexlinsen) Ein Glaskörper, der von zwei gekrümmten Flächen (im einfachsten Fall von zwei Kugelflächen) begrenzt wird, ist eine optische Linse (optical lens). Eine dieser gekrümmten Flächen kann auch durch eine ebene Fläche ersetzt sein. Verbindet man bei einer Linse, deren Flächen eine kugelförmige Krümmung haben (sphärische Linse), die Mittelpunkte der beiden Kugelflächen, so erhält man die Achse der Linse. Eine Linse, die in der Mitte dicker ist als an den Rändern, heißt Konvexlinse. In optischer Hinsicht ist sie eine Sammellinse (focusing lens, Abb. 41.1), da sie hindurchgehendes Licht in einem Punkt „sammelt“. Versuch: Halte eine Sammellinse in die Sonne und fange das durchgehende Licht mit einem Blatt Papier auf (Abb. 41.2). Ändere den Abstand zwischen Papier und Linse! Was kannst du beobachten? Sicherheitshinweis Schaue keinesfalls durch eine Linse in die Sonne! Ein parallel zur Achse einfallendes Lichtbündel vereinigt sich nach dem Durchgang durch eine Sammellinse im sog. Brennpunkt oder Fokus F (Abb. 41.3). Sein Abstand von der Linsenmitte heißt Brennweite. Diese hängt von den Krümmungsradien der Linse und von der optischen Dichte des Materials der Linse ab. Linsen haben auf jeder Seite einen Brennpunkt. Sie liegen auf der optischen Achse und sind bei symmetrischen Linsen gleich weit von der Linsenmitte entfernt (Abb. 41.4). Auch bei Linsen gilt das Gesetz von der Umkehrbarkeit des Lichtweges. Befindet sich in einem der Brennpunkte der Linse eine punktförmige Lichtquelle, so geht von ihr nach Abb. 41.4 paralleles Licht aus. Mit einer Konvexlinse kann man sowohl reelle als auch virtuelle Bilder eines Gegenstandes erzeugen. Versuch: Stelle eine brennende Kerze in verschiedenen Abständen außerhalb der Brennweite einer Sammellinse auf. Beobachte, wo welches Bild der Kerze auf der anderen Seite der Linse entsteht, und fange es mit einem Schirm auf (Abb. 41.5)! Befindet sich ein leuchtender oder beleuchteter Gegenstand außerhalb der Brennweite, so wird das Lichtbündel auf der anderen Seite der Linse außerhalb der Brennweite zu einem reellen, umgekehrten Bild des Gegenstandes vereinigt. Zu jeder Gegenstandsweite gehört eine bestimmte Bildweite. Das Bild kann auf einem Schirm aufgefangen werden und ist je nach der Gegenstandsweite verkleinert, gleich groß oder vergrößert. Versuch: Stelle eine brennende Kerze innerhalb der Brennweite einer Sammellinse auf. Kannst du auf einem Schirm ein Bild auffangen? Was siehst du, wenn du durch die Linse auf die Kerze schaust? Befindet sich ein leuchtender oder beleuchteter Gegenstand innerhalb der Brennweite einer Sammellinse, so verlaufen die von ihm ausgehenden Lichtstrahlen auch nach dem Durchgang durch die Linse auseinander. Es schneiden einander jetzt nur ihre Verlängerungen, und zwar auf der Gegenstandsseite. Es entsteht dort ein virtuelles, aufrechtes und vergrößertes Bild. Für die Bildkonstruktion ersetzt man die dünne Linse durch eine Ebene, die brechende Ebene. In der Zeichnung erscheint sie als eine Gerade, die im Mittelpunkt auf die optische Achse normal steht. Warum darf man ohne Augenschutz nicht in die Sonne schauen? 41.4 Erzeugung von parallelem Licht mit einer Sammellinse F1 F2 L Die Strahlen kommen aus dem Brennpunkt und ... ... verlassen die Sammellinse parallel. 41.1 Querschnitte von Sammellinsen 41.2 Lupe mit Brennglaswirkung 41.3 Parallel zur optischen Achse einfallende Strahlen schneiden einander nach dem Durchgang durch eine Konvexlinse in einem Punkt F, dem Brennpunkt. F Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=