77 47 Mikroskop und Fernrohre Zur Betrachtung sehr kleiner Gegenstände reicht die Vergrößerung einer Lupe nicht aus. Man benutzt dann ein aus mehreren Linsen zusammengesetztes Mikroskop (microscope, Abb. 47.1). Versuch: Erzeuge mit einer Sammellinse von kleiner Brennweite ein reelles, umgekehrtes und vergrößertes Bild einer brennenden Kerze und fang dieses auf einem durchscheinenden Schirm auf. Betrachte das Bild mit einer zweiten Sammellinse, die du als Lupe verwendest. Was siehst du für ein Bild? Nimm den Schirm weg. Was siehst du jetzt? Die Abbildung der Kerze durch die beiden Linsen bleibt erhalten, ist aber deutlich größer als das Bild auf dem Schirm. Die dem Gegenstand oder Objekt G zugekehrte Linse heißt Objektiv1. Sie erzeugt ein reelles, vergrößertes Zwischenbild B1 des Gegenstandes. Die dem Auge zugewendete Linse heißt Okular2. Damit betrachten wir das reelle Zwischenbild B1 wie mit einer Lupe. Insgesamt erhält man ein vergrößertes Bild. Bei guten Mikroskopen erreicht man eine bis zu 2000-fache Vergrößerung. Die Vergrößerung erhält man durch Multiplikation der auf dem Objektiv und dem Okular angegebenen Vergrößerungszahlen. Das astronomische oder Kepler’sche Fernrohr (astronomical telescope, Abb. 47.3) besteht aus zwei Sammellinsen, einem Objektiv mit großer und dem Okular mit kleiner Brennweite. Für die Bildentstehung von weit entfernten Gegenständen kann man annehmen, dass das Licht aus parallelen Lichtbündeln besteht. Das Objektiv erzeugt vom Gegenstand ein reelles, umgekehrtes, verkleinertes Zwischenbild B. Dieses Zwischenbild wird mit dem Okular wie mit einer Lupe betrachtet. Man sieht ein virtuelles, vergrößertes und umgekehrtes Bild. Es erscheint stark näher gerückt und daher unter einem größeren Sehwinkel als der Gegenstand (αG > αB). Für astronomische Beobachtungen spielt es keine Rolle, dass das Bild seitenverkehrt ist und auf dem Kopf steht. 1 obiectum (lat.) … Gegenstand, Objekt 2 oculus (lat.) … Auge Was haben Mikroskope und Fernrohre gemeinsam? 47.1 Bildentstehung im Mikroskop F' 2 F2 F' 1 F1 G B 1 B Objektiv Gegenstand Okular Vom Objektiv erzeugtes reelles, vergrößertes Bild, welches mit dem Okular betrachtet wird. 47.2 Mikroskop mit Kamera. Bei einem modernen Mikroskop kann man sowohl das Objektiv als auch das Okular leicht wechseln und so die Vergrößerung ändern. 47.3 Bildentstehung bei einem astronomischen Fernrohr F ' 2 F ' = F 1 2 F1 αG αB B Das Okular ist eine Sammellinse mit kleiner Brennweite. Das Objektiv ist eine Sammellinse mit großer Brennweite. Bei Einstellung auf sehr weit entfernte Gegenstände fällt der rechte Brennpunkt F ' des Objektivs mit dem linksseitigen Brennpunkt F des Okulars zusammen. Vom Objektiv erzeugtes reelles, umgekehrtes, stark verkleinertes Zwischenbild, welches mit dem Okular betrachtet wird. 1 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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