Physik III, Optik

1.5 Lupe und Fernrohr
• Lupe
Bei einer Lupe befindet sich der Gegenstand im Brennpunkt einer Sammellinse. Oben
haben wir gesehen, dass alle Strahlen, die beipielsweise von einer Pfeilspitze im Abstand
g von der optischen Achse ausgehen, dann hinter der Linse parallel sind und mit der
optischen Achse den Winkel ε einschließen, wobei
tan ε = g f .
Das muss man mit dem Winkel vergleichen, den man mit dem unbewaffneten Auge
erreicht
tan ε 0 = g s o
,
wobei s o der kleinste Abstand ist, bei dem man ein Objekt mit bloßem Auge gerade
noch scharf sieht, also etwa s o =15cm. Die Vergrößerung der Lupe ist also durch das
Winkelverhältnis gegeben:
V = ε ∼ tan ε = g/f = s o
ε o tan ε o g/s o f
Eine Vergrößerung von 3 erreicht man also mit einer Linse der Brennweite 5 cm.
• Keppler Fernrohr
Das Kepler-Fernrohr besteht aus zwei Sammellinsen im Abstand d = f 1 + f 2 . Das
Objektiv erzeugt ein reelles Zwischenbild, das man mit dem Okular wie mit einer Lupe
betrachtet. (Strahlengang Übungen). Das Bild wird im Keppler Fernrohr invertiert.
Beim Beobachten von Sternen schadet das nicht. Das Keppler-Fernrohr heißt manchmal
auch Astronomisches Fernrohr.
• Gallilei Fernrohr
Beim Galilei-Fernrohr ist das Okular eine Streulinse deren beobachterseitiger Brennpunkt
mit dem des Objektivs zusammenfällt. Parallel einfallende Strahlen verlassen
das Fernrohr dann auch wieder parallel aber unter einem steileren Winkel relativ zur
optischen Achse. Der links einfallende Brennpunktstrahl des Objektivs verläuft zwischen
den Linsen parallel zur optischen Achse und wird vom Okular von der Achse so
23