Physik III, Optik

• Konstruktion von Bildern.
Die Größe und Lage des Abbilds lässt sich geometrisch konstruieren. Zunächst legt
man die optische Achse fest, die sich aus der Rotationssymmetrie der Linse ergibt. Ein
Objektpunkt, der auf der optischen Achse liegt wird auf einen Bildpunkt abgebildet,
der ebenfalls auf der optischen Achse liegt. Um eine Vorstellung von der Abbildung zu
bekommen wählt man daher ein aussagekräftiges Objekt, z. B. einen Pfeil, der auf der
optischen Achse steht. Um dessen Bild zu konstruieren muss man jetzt nur noch wissen,
wo sich die Lichtstrahlen bündeln, die von der Pfeilspitze ausgehen. Man kennt
aber den Verlauf von mindesten zwei dieser Strahlen. Der eine ist der so genannte
Mittelpunktsstrahl, der durch das Zentrum der Linse geht. An den Schnittpunkten
der beiden Linsenoberflächen mit der optischen Achse sind die zwei planen Tangentialflächen,
die sich an die gekrümmten Obeflächen anschmiegen, gerade parallel. Der
Mittelpunktsstrahl ”sieht” also näherungsweise eine planparallel Glasscheibe und wird
daher nicht abgelenkt. In der Näherung dünner Linsen geht er ohne Versatz ungebrochen
durch die Linse. Der zweite Pfeil ist der Brennpunktstrahl. Objektseitig verläuft
er parallel zur optischen Achse und wird daher von der Linse in den Brennpunkt
gebrochen. Dort wo sich Mittelpunkt- und Brennstrahl treffen muss das Abbild der
Pfeilspitze entstehen. Dort liegt also auch die Bildebene und an deren Schnittpunkt
mit der optischen Achse auch der Pfeilanfang. Ein Linse erzeugt ein an der optischen
Achse punktgespiegeltes Abbild.
(Als Übung kann man sich mal einen Diaprojektor oder einen Overheadprojektor
genauer anschauen)
• Virtuelle Bilder
Neben Sammellinsen gibt es auch Streulinsen mit konkaven Krümmungen. Sie erzuegen
so genannte virtuelle Bilder. Die Strahlen, die von einem Objektpunkt ausgehen,
scheinen auf der Bildseite alle von einem bestimmten Bildpunkt auszugehen, der ebenfalls
auf der Objektseite der Linse liegt. Anders als bei der Sammellinse entsteht kein
reeles Bild, das auf einem Schirm sichtbar wäre, sondern eine scheinbares Objekt, deren
Lage und Größe durch die Linse gegenüber dem Original verändert wird. Wieder lässt
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