Bildentstehung bei einer Sammellinse

| Brennweite f |
(Abstand der beiden Brennpunkte von der Linsenebene) |
| Gegenstandsweite g |
(Abstand zwischen Gegenstand und Linsenebene) |
| Gegenstandsgröße G |
(gemessen ab der optischen Achse) |
| Bildweite b |
(Abstand zwischen Bild und Linsenebene, bei virtuellem Bild negativ) |
| Bildgröße B |
(gemessen ab der optischen Achse, bei virtuellem Bild negativ) |
| Parallelstrahl |
(parallel zur optischen Achse, geht über in einen Brennpunktstrahl) |
| Mittelpunktstrahl |
(durch den Mittelpunkt der Linse, bleibt näherungsweise unverändert) |
| Brennpunktstrahl |
(durch den linken Brennpunkt der Linse, geht über in einen Parallelstrahl) |
Die Konstruktion von Bildern an der Sammellinse
Alle von einem Gegenstandspunkt ausgehenden Lichtstrahlen, die auf eine
Sammellinse treffen, werden so gebrochen, daß sie sich in einem sog.
Bildpunkt vereinigen.
Von den meisten dieser Lichtstrahlen kann man nicht genau sagen, in
welche Richtung sie durch die Brechung an der Linse abgelenkt werden. Von
dreien dieser Strahlen weiß man das aber schon:
Mittelpunktstrahlen, also Strahlen, die
durch den optischen Mittelpunkt der Linse verlaufen, erfahren keine Richtungsänderung.
(Genau genommen ist das nicht ganz richtig: Sie werden ein wenig parallel
verschoben. Wie groß diese Verschiebung ist, liegt an der Dicke der
Linse. Wir gehen von ganz dünnen Linsen aus, d.h., die Parallelverschiebung
ist sehr gering.)
Parallelstrahlen, also Strahlen, die parallel
zur optischen Achse verlaufend auf die Linse treffen, werden so umgelenkt,
daß sie durch den Brennpunkt der Linse verlaufen.
Brennpunktstrahlen, also Strahlen, die
durch den Brennpunkt vor der Linse auf diese treffen, werden so gebrochen,
daß sie parallel zur optischen Achse verlaufen.
Wenn alle Lichtstrahlen sich in einem Punkt nach dem Durchgang durch
die Sammellinse treffen, dann auch diese drei. Das bedeutet, daß
man nur den Verlauf von zwei dieser Strahlen konstruieren muß, um
die Lage dieses Punktes, also des Bildpunktes, zu ermitteln.
Eine Sammellinse
ist eine Linse
mit positiver, vergrößernder Brechkraft. Die Sammellinse
sammelt parallel eingestrahltes Licht und fokussiert es in der
Brennebene.
Speziell das parallel zur optischen
Achse eingestrahlte Licht
wird im Brennpunkt
fokussiert. Die Sammellinse macht aus einem parallelen
Lichtstrahlenbündel
konvergente Strahlen, wodurch sie ein reales Abbild der Umgebung
erlaubt. Linsen stellen ein Hauptbauelement optischer
Systeme, wie sie beispielsweise für Foto-Objektiven
verwendet werden, dar. Einfache Glaslinsen brechen Licht
unterschiedlicher Wellenlänge verschieden stark, wodurch sich
Abbildungsfehler ergeben, die durch andere Linsen ausgeglichen werden
können.
Linsenarten
von Dominik & Sebastian |