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Linsen

An der Grenzschicht zweier lichtdurchlässiger Medien ändert das Licht seine Ausbreitungsrichtung.

Das gilt natürlich auch bei Linsen. Bei Lichtdurchgang durch eine Linse finden zwei Medienübergänge und somit zwei Brechungen statt.

  1. Luft - Glas - bzw. von einem optisch dünnen- zu einem optisch dichten Medium, d.h. der einfallende Strahl wird zum Lot hin gebrochen
  2. Glas - Luft - bzw. von einem optisch dichten - zu einem optisch dünnen Medium, d.h. der einfallende Strahl wird vom Lot weg gebrochen

Wie schon von den Holspiegeln bekannt, müsst ihr nicht jeden einfallenden Lichtstrahl über die Konstruktion des Einfallslotes - Messen des Einfallswinkels - Abtragen des Reflexionswinkels konstruieren. Es gibt auch hier einige besondere Strahlen.
einfallender Lichtstrahl gebrochener Lichtstrahl
Parallelstrahl Brennpunktstrahl
Brennpunktstrahl Parallelstrahl
Mittelpunktstrahl Mittelpunktstrahl

Bildentstehung an der Konvex- bzw. Sammellinse [pdf des Arbeitsauftrags] mit vorbereiteter Zeichnung

Ø Wähle für den Gegenstand fünf verschiedene Positionen aus!

1. außerhalb der doppelten Brennweite g > 2f
2. auf der doppelten Brennweite g = 2f
3. zwischen einfacher und doppelten Brennweite 2f > g > f
4. auf der Brennweite g = f
5. innerhalb der einfachen Brennweite g < f
  • Konstruiere das Bild und vervollständige die Tabelle [pdf]! (Fertige ggf. mehrere Zeichnungen an!)

EXCEL - Animation zur Bildentstehung an Konvexlinsen

GeoGebra - Animation

Ein alltägliches Beispiel für die Bildentstehung an der Konvex- bzw. Sammellinse ist die Funktionsweise von Brillen. Der Brennpunktstrahl verlässt die Linse bzw. das Brillenglas und wird dabei so gebrochen, dass er parallel zur optischen Achse verläuft. Die Form und Dicke der Linse bestimmt dabei die Stärke dieser Brechung. Dort, wo sich Brennpunktstrahl und Parallelstrahl schneiden, entsteht das Bild. Eine Sammellinse kann also als helfen, Fehlsichtigkeiten zu korrigieren.