1. Optik

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SCHAEFER Didier
REISER Yves
PHYSIK 9 TE
1. Optik
Optik
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Inhaltsverzeichnis
I.
Das Licht
1. Lichtquellen
2. Beleuchtete Körper
3. Die Ausbreitung des Lichtes
a) Versuch:
b) Lichtbündel und Lichtstrahlen
c) Licht und Schatten
d) Licht und Schatten in der Natur: Finsternisse
II. Reflexion des Lichtes
1. Reflexion am ebenen Spiegel
a) Ebener Spiegel
b) Spiegelbild
c) Das Reflexionsgesetz
2. Streuung des Lichts als Sonderfall der Reflexion.
III.
Brechung des Lichtes
1. Die optische Brechung
a) Beobachtung der optischen Brechung
b) Das Brechungsgesetz
2. Totalreflexion
3. Durchgang des Lichtes bei transparenten Körpern
a) Planparallele Platte
b) Prisma
IV.
Die optischen Linsen
1. Linsenarten
a) Sammellinsen
b) Zerstreuungslinsen
2. Strahlenverlauf an Sammellinsen
a) Strahlenarten
b) Brechung der Strahlen beim Durchgang durch Sammellinsen
3. Bildentstehung an Sammellinsen
a) Reelle (wirkliche) Bilder
b) Virtuelle (scheinbare) Bilder
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I.
Das Licht
1. Lichtquellen
Unter Lichtquelle versteht man einen Körper der Licht erzeugt und aussendet,
der also selbstleuchtend ist.
Man unterscheidet natürliche und künstliche Lichtquellen.
Beispiele natürlicher Lichtquellen:
Sonne
Blitz
Feuer
Nordlicht
Sterne
glühende Lava
Die bedeutendste Lichtquelle ist für uns die Sonne. Sie strahlt das Licht mit
einer sehr großen Intensität aus, wodurch die Erdoberfläche hell beleuchtet
wird. Daher wird uns auch nicht ständig bewusst, dass es sich im Grunde bei
so gut wie allen Gegenständen, die man am Tage wahrnehmen kann
(Bäume, Häuser,...), um beleuchtete Körper handelt. Tatsächlich existieren in
der Natur weitaus mehr beleuchtete Körper als Lichtquellen.
Beispiele künstlicher Lichtquellen:
Fackel
Kerze
Öllampe
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Glühlampe
Halogenlampe
Leuchtstofflampe
Glimmlampe
2. Beleuchtete Körper
Unter beleuchtete Körper versteht man Körper die selbst kein Licht erzeugen,
sondern lediglich vom Licht anderer Lichtquellen beschienen werden.
Das Oberflächenmaterial der weitaus meisten Körper reflektiert zumindest
einen Teil des auftreffenden Lichtes. Dadurch werden die beleuchteten
Körper für einen Betrachter überhaupt erst sichtbar.
Aus großer Entfernung wirken beleuchtete Körper auf einen Beobachter wie
Lichtquellen und besitzen ähnliche Eigenschaften wie Lichtquellen. Die
bekannteste Verwechslung, die viele Menschen auch heute begehen ist die,
wenn sie am nächtlichen Himmelszelt die sichtbaren Planeten für Sterne
halten, obwohl Planeten das Sonnenlicht lediglich zurückstrahlen und nur die
Sterne echte Lichtquellen sind. Auch der Erdmond ist keine Lichtquelle,
sondern ein beleuchteter Körper, der das Licht der Sonne reflektiert.
Mitunter verändern die Materialien, aus denen die beleuchteten Körper
bestehen, die Eigenschaften des Lichtes, welches auf sie trifft. Dieser Umstand
ist beispielsweise für die "Farbe" der nicht leuchtenden Körper von
ausschlaggebender Bedeutung. Ein roter Pullover könnte zum Beispiel deshalb
als rot wahrgenommen werden, weil er das Licht der anderen Farben nicht
zurückstrahlt und daher nur der Rotanteil im reflektierten Licht zu sehen ist.
Eine weiße Wand strahlt das ganze Licht zurück und verursacht Helligkeit. Ein
schwarzer Körper strahlt kein Licht zurück.
Dies ist auch einer der Gründe, weshalb die Farbeigenschaften beleuchteter
Körper bei völliger Dunkelheit verschwinden.
3. Die Ausbreitung des Lichtes
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Hier glaubt man die Ausbreitung
des Lichtes geradezu zu sehen.
Das Licht breitet sich geradlinig in
alle Richtungen aus.
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Beim Versuch eine durch einen Schlauch zu schauen stellen wir fest, dass dies
uns nur gelingt, wenn der Schlauch gerade ist.
a) Versuch:
Wir stellen einen Kasten mit vielen kleinen Löcher über eine Lichtquelle. Wir
schütteln etwas Staub über den Kasten.
Beobachtung:
Ohne Staub sehen wir nur die hellen
Mit Staub beobachten wir
Löcher.
geradlinige Lichtbündel.
Schlußfolgerung:
Das Licht breitet sich geradlinig aus.
b) Lichtbündel und Lichtstrahlen
• Ein Lichtstrahl beschreibt den Weg, den das Licht zurücklegt. Anschaulich
entspricht der Lichtstrahl einem sehr feinen Strich, den man auf ein Blatt
Papier gezeichnet hat.
• Ein Lichtbündel ist ein räumlich begrenzter Bereich, in dem sich Licht
ausbreitet. Begrenzt wird ein Lichtbündel durch Randstrahlen.
Man unterscheidet drei Hauptformen von Lichtbündeln:
o Divergierende Lichtbündel (breiter werdende
Lichtbündel) laufen in Ausbreitungsrichtung
des Lichtes auseinander.
o Konvergierende Lichtbündel verengen sich in
Ausbreitungsrichtung des Lichtes.
o Parallele Lichtbündel verändern sich in der
Breite nicht. Solche parallelen Lichtbündel
sind eine stark idealisierte Modellvorstellung,
da sie in der Natur kaum vorkommen.
o Ein schmales paralleles Lichtbündel wird oft
durch einen Lichtstrahl dargestellt. Das
künstliche Licht von Lasern besteht aus fast
parallelem Licht und wird daher genutzt,
wenn man parallele Lichtbündel für
Untersuchungen
oder
zur
Konstruktion
optischer Geräte benötigt.
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c) Licht und Schatten
Versuch 1:
Wir beleuchten eine undurchsichtige Platte mit einer Heftleuchte oder Kerze.
Beobachtung:
In
den
Raum
hinter
der
lichtundurchlässigen Platte gelangt kein
Licht.
Schlußfolgerung:
Hinter einer undurchsichtigen Platte
entsteht ein Schatten.
Versuch 2:
Wir beleuchten eine undurchsichtige Platte mit zwei Heftleuchten oder
Kerzen.
• Die Wand ist weit von der undurchsichtigen Platte entfernt.
Beobachtung:
Hinter der undurchsichtigen Platte entstehen zwei Schatten in welche
jeweils nur das Licht einer Lichtquelle gelangt. Diese Schatten nennt man
Halbschatten.
• Wir verkleinern den Abstand zwischen Wand und Platte
Wand
Beobachtung:
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Hinter der undurchsichtigen Platte entstehen Schatten, die unterschiedlich
dunkel sind: Kern- und Halbschatten. Der Kernschatten ist der Raum, in den
kein Licht gelangt. Der Halbschatten ist der Raum, in den jeweils nur das
Licht einer Lichtquelle gelangt.
Versuch 3:
Wir beleuchten eine undurchsichtige
Platte mit einer ausgedehnten
Lichtquelle.
Beobachtung:
Hinter der undurchsichtigen Platte entstehen Schatten, die unterschiedlich
dunkel sind, Kern- und Halbschatten, wobei das Schattenbild unscharf ist.
Unter Schatten versteht man den Raum hinter einem beleuchteten,
undurchsichtigen Gegenstand, der vom Licht nicht erreicht wird. Wenn die
Lichtquelle
punktförmig
ist,
bildet
sich
ein
scharfer
Schatten.
Bei
ausgedehnten Lichtquellen oder einer Vielzahl von Lichtquellen bildet sich ein
innerer Raum, der vom Licht gar nicht getroffen wird, der sogenannten
Kernschatten, sowie ein nur zum Teil beleuchteter Raum, der Halbschatten.
d) Licht und Schatten in der Natur: Finsternisse
Allgemein spricht man von einer Finsternis, wenn der Schatten eines
Himmelskörpers auf die Oberfläche eines anderen trifft. Die dafür notwendige
kosmische Lichtquelle ist die Sonne.
Mondfinsternis
09/03/02
Optik
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Eine Mondfinsternis tritt dann ein, wenn der Mond in den Erdschatten tritt.
Die Erde befindet sich dann zwischen Sonne und Mond. Es ist Vollmond.
Sonne, Erde und Mond liegen dann näherungsweise auf einer Geraden.
Die Erde wird von der Sonne beleuchtet. Da die Lichtquelle Sonne und die
von ihr beleuchtete Erde ausgedehnte Objekte sind, entsteht auf der
sonnenabgewandten Seite ein Kernschatten und zwei Halbschatten der
Erde, die weit in den Raum hinaus reichen. Bewegt sich der Mond in diesen
Schatten hinein, so entsteht je nach Bedeckungsgrad durch den
Erdschatten eine partielle Mondfinsternis oder eine totale Mondfinsternis.
Diese Mondfinsternis ist für alle Beobachter zu beobachten, die sich auf der
sonnenabgewandten Seite der Erde aufhalten.
Sonnenfinsternis
11/08/02
Eine Sonnenfinsternis tritt dann ein, wenn der Schatten des Mondes auf die
Erdoberfläche trifft. Der Mond befindet sich dann zwischen Sonne und
Erde. Es ist Neumond. Sonne, Mond und Erde liegen dann näherungsweise
auf einer Geraden.
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Aus ist das Zustandekommen einer Sonnenfinsternis erkennbar: Der Mond
und Teile der Erde werden von der Sonne beleuchtet. Da die Lichtquelle
Sonne und der von ihr beleuchtete Mond ausgedehnte Objekte sind,
entsteht auf der sonnenabgewandten Seite ein Kernschatten und zwei
Halbschatten des Mondes, die weit in den Raum hinaus reichen. Bewegt
sich die Erde in diesen Schatten hinein, so entsteht je nach
Bedeckungsgrad durch den Mondschatten eine partielle, totale oder
ringförmige Sonnenfinsternis.
Eine partielle Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn nur ein Teil der Sonne
vom Mond verdeckt ist, sich der irdische Beobachter also im Bereich des
Halbschattens befindet.
Eine totale Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn die gesamte Sonne vom
Mond verdeckt ist, sich der irdische Beobachter also im Bereich des
Kernschattens befindet.
Eine ringförmige Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn der Kernschatten
des Mondes nicht mehr die Erdoberfläche erreicht, sich der irdische
Beobachter also im Bereich des Halbschattens befindet und den äußeren
Teil der Sonne in Form eines hellen Ringes sieht.
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II. Reflexion des Lichtes
1. Reflexion am ebenen Spiegel
a) Ebener Spiegel
Unter ebenen Spiegeln versteht man glatte Flächen, an denen der größte Teil
des auffallenden Lichtes reflektiert wird. Bei der Reflexion am ebenen Spiegel
entsteht ein aufrechtes, virtuelles Bild, das die gleiche Größe wie der
Gegenstand hat.
b) Spiegelbild
Versuch:
Wir stellen zwei Kerzen auf beide Seiten einer Glasscheibe. Die Gerade die
beide Kerze verbindet ist senkrecht zur Glasscheibe und die Abstände beider
Kerzen zur Glasscheibe sind gleich groß.
Wir zünden die Kerze vor der Glasscheibe an.
Beobachtung:
Die Kerze hinter der Glasscheibe scheint nun auch eine Flamme zu haben.
Konstruktion des Spiegelbilds
Bei einem ebenen Spiegel sind Gegenstand und Bild immer symmetrisch
zueinander. Man braucht nur vom Gegenstand aus einige zum Spiegel
senkrechte Linien zu ziehen und hinter dem Spiegel die Entfernung
Gegenstandspunkt - Spiegel noch einmal abzutragen. Im mathematischen
Sinne handelt es sich um eine Spiegelung.
c) Das Reflexionsgesetz
Einfallslot: Senkrechte zum Spiegel
Einfallender Strahl: einfallendes
Lichtbündel
Reflektierter Strahl: reflektiertes
Lichtbündel
Einfallswinkel α: Winkel zwischen
Einfallslot und einfallendem Strahl
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Reflexionswinkel α’: Winkel zwischen
Einfallslot und reflektiertem Strahl
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Versuch:
Wir
lassen
ein
schmales
paralleles
Lichtbündel aus verschiedenen Richtungen
und Neigungen auf einen Spiegel fallen.
Das Lichtbündel ist genau auf den
Mittelpunkt der Winkelteilung auf der
Kreisscheibe gerichtet. Wir messen jeweils
Einfallswinkel α und Reflexionswinkel α’ und
tragen sie in folgende Messtabelle ein.
Messtabelle:
Einfallswinkel α
Reflexionswinkel
α’
Schlußfolgerung: α = α’
Der Versuch lässt sich auch umgekehrt durchführen.
Jeder Lichtweg kann vom Licht auch in umgekehrter Richtung durchgeführt
werden.
Reflexionsgesetz:
Bei der Reflexion sind Einfallswinkel und Reflexionswinkel gleich groß:
α = α’.
Einfallender Strahl, reflektierter Strahl und Einfallslot liegen in einer Ebene.
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2. Streuung des Lichts als Sonderfall der Reflexion.
Alle beleuchtete Körper reflektieren das Licht.
Betrachten wir einen rauhen Körper
unter dem Mikroskop, so erkennen
wir seine unregelmäßige Form
welche aus einer Unzahl kleiner
ebenen Flächen besteht. Trifft das
Licht auf eine solche Fläche, wird
jedes einzelne Lichtbündel nach
dem
Reflexionsgesetz
zurückgeworfen.
Der Kreuzer „Aurore“, welcher in
der Oktober Revolution (1917
Rußland) eine wichtige Rolle
spielte, ist in St. Petersburg vor
Anker. An den Stellen wo das
Wasser eben ist, beobachten wir
ein klares Spiegelbild. Das Bild
wird unscharf an den stellen, wo
das Wasser unruhig ist.
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III. Brechung des Lichtes
1. Die optische Brechung
a) Beobachtung der optischen Brechung
Wir erinnern : das Licht breitet sich geradlinig aus.
Versuch
Wir legen Sie ein Cent in die Mitte der Glaswanne und füllen Sie vorsichtig die
Glaswanne mit Wasser. Befestigen Sie das Glasrohr mit Hilfe des
Stativmaterials an einem Tisch an der schmalen Innenseite der Glaswanne.
Das Glasrohr wird so Justieren, dass wir genau auf das Pfennigstück zielen.
Jetzt spannen wir dann das Glasrohr fest. Schieben Sie den Draht durch das
Glasrohr bis er den Boden der Glaswanne berührt.
Beobachtung:
Das Ziel, der Cent, wird nicht getroffen. Der Draht berührt den Glasboden an
einer anderen Stelle.
Schlußfolgerung:
Das Licht wird beim Übergang von Luft in Wasser zum Einfallslot hin
gebrochen. Der Cent erscheint dem Beobachter an einer anderen Stelle zu
liegen.
Einfallslot: Senkrechte zum Spiegel
Einfallender Strahl: einfallendes
Lichtbündel
Reflektierter Strahl: reflektiertes
Lichtbündel
Einfallswinkel α: Winkel zwischen
Einfallslot und einfallendem Strahl
Reflexionswinkel β:Winkel
zwischen
Einfallslot und reflektiertem Strahl
Optik
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Licht wird beim Durchgang durch eine Wasseroberfläche abgelenkt. Diese
Brechung erfolgt beim Übergang Luft-Wasser zum Lot hin, beim Übergang
Wasser-Luft vom Lot weg. Die Ablenkung ist umso größer, je flacher das Licht
auf die Grenzfläche fällt. Bei senkrechtem Einfall erfolgt keine Brechung.
Infolge der Brechung sehen wir Gegenstände im Wasser gehoben.
Ein Strohhalm taucht schräg im Wasser. Man beobachtet einen Knick an der
Eintauchstelle. Dieser Strohhalm ist aber sicher auch im Wasser noch ganz.
Das Licht wird beim Übergang von Luft in Wasser zum Einfallslot hin
gebrochen. Das Auge erkennt diese Brechung nicht. Es ortet das
Strohhalmende dort, wo das ins Auge fallende Lichtbündel herzukommen
scheint, und nicht wo es tatsächlich herkommt. Dieser Punkt liegt höher als
das Strohhalmende.
b) Das Brechungsgesetz
Beim Übergang des Lichtes von einem lichtdurchlässigen Stoff in einen
anderen lichtdurchlässigen Stoff wird das Licht gebrochen. Es ändert sich
seine Ausbreitungsrichtung.
2. Totalreflexion
Ungebrochener Strahl
Der Strahl der senkrecht auf die
Grenzfläche trifft, wird nicht gebrochen.
Gebrochene Strahlen
Der Einfallswinkel beim Übergang LuftWasser stets kleiner ist als der
Brechungswinkel.
Zurückreflektierte Strahlen
Die Strahlen mit sehr großen Einfallswinkel
werden von der Grenzfläche reflektiert.
Man
nennt
diese
Erscheinung
Totalreflexion.
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Glasfaser
Glasfaserkabel
Wir halten die Taschenlampe an das eine Ende des
Glasfaserbündels und biegen die Glasfaser. Am anderen
Ende des Glasfaserbündels beobachten wir kleine
Lichtpunkte.
Der Effekt beruht auf der Totalreflexion
des Lichtes. Beim Übergang des Lichts
von einem optisch dichteren Medium
in optisch dünneres Medium kann ab
einem bestimmten Winkel kein Licht
mehr aus dem optisch dichteren
Medium austreten. An der Grenzfläche zwischen optisch
dichterem und optisch dünnerem Medium tritt
Totalreflexion ein, das heißt, das Licht wird in das Glas
vollständig reflektiert.
3. Durchgang des Lichtes bei transparenten Körpern
a) Planparallele Platte
Bei einer planparallelen Platte sind die beiden
Grenzflächen parallel zueinander.
Ein einfallendes Lichtbündel wird zweimal
gebrochen. Beide Male gilt das Brechungsgesetz:
In Punkt 1 beim Übergang von Luft in Glas wird
das Licht zum Lot hin gebrochen.
In Punkt 2 beim Übergang von Glas in Luft wird
das Licht zum Lot weg gebrochen.
Der Vergleich des einfallenden Lichtbündels und
des ausfallenden Lichtbündels zeigt, dass eine
planparallele Platte das Lichtbündel nur seitlich
versetzt. Das Lichtbündel hat die gleiche Richtung
auf beiden Seiten der Platte.
Fenstern sollten planparallele Platten sein.
b) Prisma
Unter Prisma versteht man in der Optik ein Block aus einem durchsichtigen
Material, mit eben geschliffenen Oberflächen. Ein einfaches Prisma mit
dreieckigem Querschnitt kann zur Untersuchung der Zusammensetzung des
Lichtes
eingesetzt
werden.
Kompliziertere
Prismen
werden
in
Prismenfernrohren, Spiegelreflexkameras und Messgeräten eingesetzt.
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Ein einfallendes Lichtbündel wird
zweimal gebrochen. Beide Male gilt
das Brechungsgesetz:
In Punkt 1 beim Übergang von Luft in
Glas wird das Licht zum Lot hin
gebrochen.
In Punkt 2 beim Übergang von Glas in
Luft wird das Licht zum Lot weg
gebrochen.
Insgesamt wird das Licht abgelenkt.
Ein Prisma erlaubt um die Ecke zu
schauen.
Optik
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Farben bei der Brechung
Wenn man ein schmales weißes Lichtbündel
durch ein Prisma sendet, wird das Lichtbündel
leicht aufgeweitet und es entstehen farbige
Streife: das Spektrum.
Auch eine planparallele Platte ermöglicht das
Licht in sein Farbenspektrum aufzuweiten. Der
Einfallswinkel muss jedoch groß genug sein.
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IV. Die optischen Linsen (Buch ab S.28)
Die Brechung des Lichtes wird u.a. in optischen Linsen genutzt. Solche Linsen
kommen in nahezu allen optischen Geräten vor (z.B. Brille, Lupe, Mikroskop,
Photoapparat, ...)
Durchsichtige Körper, bei denen mindestens eine Fläche gekrümmt ist (Form
einer Kugelkappe), heißen Linsen. Von der Art und Stärke der Krümmung
hängen die optischen Eigenschaften der Linse ab.
1. Linsenarten
Wir unterscheiden zwei Linsenarten:
a) Sammellinsen
Linsen, die in der Mitte dicker sind als am Rand
heißen Sammellinsen. Solche Linsen wandeln ein
paralleles
Lichtbündel
in
ein
konvergentes
Lichtbündel um, welches sich in einem Punkt, dem
Brennpunkt, sammelt.
Vergrößerungsgläser
Sammellinsen.
(Lupen)
bestehen
aus
Darstellung einer Sammellinse
Der Mittelpunkt der Linse entspricht dem Schnittpunkt ihrer Mittelebene und
der optischen Achse.
Jede Sammellinse hat 2 Brennpunkte, die symmetrisch zur Mittelebene auf der
optischen Achse liegen.
Die Brennweite f entspricht dem Abstand zwischen Mittelpunkt und
Brennpunkt.
Es gilt: f = OF = F’O
F und F’: Brennpunkte
O: Mittelpunkt
f: Brennweite
b) Zerstreuungslinsen
Optik
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Linsen, die in der Mitte dünner sind als am Rand
heißen Zerstreuungslinsen. Solche Linsen zerstreuen
paralleles Licht.
Solche Linsen zerstreuen ein paralleles Lichtbündel, so
als käme es aus einem Punkt (Brennpunkt).
Sie werden z.B. in komplizierten Linsensystemen (z.B.
Photoobjektive) zusammen mit Sammellinsen benutzt
um Abbildungsfehler zu verbessern, oder auch noch in
Brillen.
Darstellung einer Zerstreuungslinse
F und F’: Brennpunkte
O: Mittelpunkt
f: Brennweite
2. Strahlenverlauf an Sammellinsen (Buch S.30)
a) Strahlenarten
Wir unterscheiden 3 Hauptstrahlen:
Parallelstrahl heißt ein Lichtstrahl, der parallel zur
optischen Achse verläuft.
Brennpunktstrahl heißt ein Lichtstrahl, der durch
den Brennpunkt der Linse verläuft.
Mittelpunktstrahl heißt ein Lichtstrahl, der durch
den Mittelpunkt der Linse verläuft.
b) Brechung der Strahlen beim Durchgang durch Sammellinsen
Optik
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Parallelstrahlen werden an Sammellinsen
durch die Brechung zu Brennpunktstrahlen.
Brennpunktstrahlen
Sammellinsen durch
Parallelstrahlen.
werden
an
die Brechung zu
Mittelpunktstrahlen
werden
Sammellinsen nicht gebrochen.
an
3. Bildentstehung an Sammellinsen (Buch S.29)
a) Reelle (wirkliche) Bilder
Ein reelles Bild ist ein Bild eines Gegenstandes, das man auf einem Schirm
auffangen kann. Das Bild und der Gegenstand sind auf verschiedenen Seiten
gegenüber der Sammellinse.
Wir
stellen
vor
eine
Sammellinse (mit Brennweite
f=
cm) eine Kerze auf.
Die
Kerze
muss
sich
außerhalb der Brennweite
befinden. Auf der anderen
Seite positionieren wir einen
Schirm so, dass ein scharfes
Bild der Kerzenflamme auf
dem Schirm entsteht.
Wir wiederholen das Experiment für verschiedene Abstände Kerze-Linse.
Beobachtungen:
Das Bild steht auf dem Kopf und ist seitenverkehrt.
Optik
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ze innerhalb der Brennweite erhalten wir kein scharfes Bild.
Optik
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Konstruktion von reellen Bildern (Buch S.31)
Wir können die Bildentstehung mithilfe von Lichtstrahlen zeichnerisch
darstellen.
Von dem Gegenstandpunkt G, der sich außerhalb der Brennweite der
Sammellinse befindet, breitet sich das Licht geradlinig in alle Richtungen aus.
Ein Teil des Lichtes geht durch die Sammellinse. Dieses Licht sammelt sich in
dem Bildpunkt B. Der Bildpunkt B ist also der Schnittpunkt sämtlicher Strahlen
die vom Gegenstandpunkt G aus durch die Sammellinse dringen.
Den Verlauf drei dieser Strahlen kennen wir: Mittelpunktstrahl, Brennpunktstrahl
und Parallelstrahl.
Körper bestehen aus vielen Punkten. Jeder einzelne Bildpunkt wird so
abgebildet, wie es für G beschrieben wurde. (H und I sind jeweils die
Fußpunkte von Gegenstand und Bild.)
b) Virtuelle (scheinbare) Bilder (Buch S.33)
Unter virtuellem oder scheinbarem Bild versteht man ein Bild eines
Gegenstandes, das man nicht auf einem Schirm auffangen kann. Wir sehen
das Bild auf der gleichen Seite der Sammellinse wie der Gegenstand.
Bei der Lupe haben wir es mit scheinbaren Bildern zu tun.
Wir
stellen
vor
eine
Sammellinse (mit Brennweite
f=
cm) eine Kerze auf.
Die Kerze befindet sich
innerhalb der Brennweite.
Auf der anderen Seite
positionieren
wir
einen
Schirm.
Anschliessend
beobachten wir die Kerze
durch die Linse.
Beobachtungen:
Wir erhalten kein scharfes Bild auf dem Schirm : es entsteht kein reelles Bild.
Optik
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Optik
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Konstruktion von virtuellen Bildern
Mit Hilfe von Lichtstrahlen lassen sich auch die scheinbaren Bilder an der
Sammellinse zeichnerisch darstellen
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