Linsen

Question 1

Sie wissen was die Brennweite einer Linse ist und wie man sie bestimmen kann.
Sie können zwischen einem Brennpunkt und einem Bildpunkt unterscheiden.

Answer 1

Parallele Lichtstrahlen treffen sich im Brennpunkt (bei Sammellinse). Schräg eifallende, parallele Strahlen treffen sich in der brennebene (bei Sammellinse).

Im Bildpunkt schneiden sich Strahlen, die von einem Gegenstandspunkt ausgehen

Question 2

Sie haben vielfältig erfahren und wissen, dass Linsen abbilden.

Answer 2

i guess

vgl. Kapitel 4, Folie 23 und 24

Question 3

Sie können für Sammel- und Streulinsen Ort und Grösse von Bildern konstruieren und berechnen und ihre Eigenschaften beschreiben. Dazu nutzen Sie die Linsenformel und die Abbildungsformel, respektive den Verlauf von Brennpunkt-, Mittelpunkt- und Parallelstrahlen.

Answer 3

1. Der Parallelstrahl geht nach der Linse durch den Brennpunkt F.
2. der Mittelpunktstrahl läuft unverändert weiter.
3. Der Brennpunktstrahl (durch F’) ist nach der Linse parallel.

Die drei Strahlen schneiden sich im Bildpunkt. Alle anderen Strahlen verlaufen ebenfalls zum Bildpunkt. Das Bild ist reell (das heisst es kann auf einem Blatt Papier abgebildet werden)
und es ist umgekehrt.

Linsenformel:
1/f = 1/g + 1/b

Abbildungsformel:
B/G = b/g = A

Question 4

Sie können den Verlauf beliebiger Lichtstrahlen durch eine Linse konstruieren.

Answer 4

Vgl. Kapitel 4, Folie 19 und 35

Question 5

Sie können den Unterschied zwischen reellen und virtuellen Bildern erklären.

Answer 5

Was geschieht, wenn der Gegenstand innerhalb der Brennweite der Sammellinse steht?

Das Bild ist virtuell. Es ist aufrecht und vergrössert. Ein virtuelles Bild kann man sehen, aber nicht auf einem Blatt Papier abbilden. Es entsteht durch Rückwärtsverlängern von Lichtstrahlen.

z.B. Lupe
Was geschieht, wenn der Gegenstand innerhalb der Brennweite der Sammellinse steht?
Das Bild ist virtuell. Es ist aufrecht und vergrössert.
Ein virtuelles Bild kann man sehen, aber nicht auf einem Blatt Papier abbilden.
Es entsteht durch Rückwärtsverlängern von Lichtstrahlen.

Question 6

Sie wissen, warum statt einzelner Linsen häufig Linsensysteme vorkommen und kenne die Wirkungsweise eines Linsensystems.

Answer 6

Linsensystem vermindern oder vermeiden Linsenfehler.
-> Bilder werden schärfer und störende farbige Ränder verschwinden

Abbildungsfehler:
1. Sphärische Aberration: Bei realen Linsen verlaufen parallele oder von einem Gegenstandpunkt kommende Lichtstrahlen nicht exakt durch den Brenn-, bzw. Bildpunkt. Vor allem achsenferne Strahlen (Randstrahlen) weichen bei dickeren Linsen stärker ab. Aus diesem Grund bilden Linsen nie ganz scharf ab.

2. Chromatische Aberration: Auch bei Linsen tritt Dispersion, sodass ein Bildpunkt bei genauer Betrachtung farbige Ränder aufweist.

Wichtig zu wissen ist, dass sich ein Linsensystem, abgesehen von der Korrektur von Linsenfehlern, wie eine einzelne Linse verhält, also eine Brennweite aufweist und Bilder erzeugt.
Zwei nahe hintereinander aufgestellte Sammellinsen wirken wie eine dicke Sammellinse. Die Brennweite dieses Systems ist kleiner als die Brennweiten der beiden einzelnen Sammellinsen.

Question 7

Wie verändert sich die Bildgrössen und die Bildweite, wenn die Brennweite variiert wird?
Gegenstandsgrösse und Gegenstandsweite
bleiben unverändert.

Answer 7

Je kleiner die Brennweite, desto kleiner die Bildweite und

desto kleiner die Bildgrösse.

Question 8

Wie verändert sich die Bildgrössen und die Bildweite, wenn die Gegenstandsweite variiert wird?
Gegenstandsgrösse und Brennweite
bleiben unverändert.

Answer 8

Je grösser die Gegenstandsweite, desto kleiner die Bildweite und desto kleiner die Bildgrösse.

Question 9

Sammellinse:
Wie sind die Eigenschaften des Bildes wenn…
g = 2f , b =2f

Answer 9

reell, umgekehrt, gleich gross

Question 10

Sammellinse:
Wie sind die Eigenschaften des Bildes wenn…
f < g < 2f , b > 2f

Answer 10

reell, umgekehrt und vergrössert

Question 11

Sammellinse:
Wie sind die Eigenschaften des Bildes wenn…
g = f

Answer 11

kein Bild möglich

Question 12

Sammellinse:
Wie sind die Eigenschaften des Bildes wenn…
g < f , b > g

Answer 12

virtuell, aufrecht, vergrössert

Question 13

Unterschiedlich geformte Sammellinsen

Answer 13

Sammellinsen werden auf konvexe Linsen genannt.
• auf beiden Seiten nach aussen gekrümmt: bikonvex
• auf einer Seite nach aussen gekrümmt auf der anderen Seite flach: plankonvexe
• auf einer Seite einwärts auf der anderen gegen aussengekrümmt, aber immer noch dicker in der Linsenmitte als am Rand: konkav-konvex

-> Unabhängig ihrer Form haben Sammellinsen zwei Brennpunkte, auf beiden Seiten gleich weit entfernt.