Der Lichtweg ist umkehrbar.
(Sammellinse)
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man die Java-Runtime-Environment. |
Beginne erst mit der Arbeit, wenn im Feld des Applets eine Linse (im Schnitt) mit Strahlen zu sehen ist.
Fragen / Aufgaben:
1.) Achsenparallele Strahlen von links.
Belasse zunächst die Grundeinstellung:
das Kästchen bei "von links" ist aktiviert und
"Strahlenbündel" eingestellt.
Du hast nun Strahlen, die parallel zur optischen Achse einlaufen.
Dies ist z.B. der Fall, wenn Strahlen von der weit entfernten Sonne auf eine
Linse treffen.
- Wo laufen diese Stahlen hinter der Linse zusammen?
2.) Strahlen kommen von rechts.
Schalte das Kontrollkästchen bei "von links" aus (Klick auf das Kontrollkästchen) und das Kontrollkästchen bei "von rechts" ein.
- Wie verlaufen die Strahlen nun?
- Welche Gemeinsamkeiten gibt es zu 1.) ?
| Bestimmt bist du auch zum folgenden Ergebnis gekommen: Verlaufen Strahlen "vor der Linse" parallel zur optischen Achse, so verlaufen sie "hinter der Linse" durch den Brennpunkt. Solche Strahlen nennt man Achsenparallelstrahlen. |
3.) Ein Gegenstand wird eingeblendet.
Wir wollen nun herausfinden, wo das Bild eines Gegenstandes entsteht und wie man bei der Konstruktion des Bildes vorgeht.
Setze das Kontrollkästchen bei "von
links" und bei "Gegenstand".
Der Gegenstand (Pfeil) wird eingeblendet.
Es wird nur noch der Achsenparallelstrahl gezeichnet, der von
der Spitze des Pfeils ausgeht.
4.) Wo entsteht das Bild?
Du müsstest nun den Gegenstand (Pfeil) sehen und einen blauen
Achsenparallelstrahl, der von der Spitze des Pfeils ausgeht. er verläuft
"hinter der Linse" (rechts) durch den Brennpunkt.
Aber wo entsteht nun das Bild?
Setze nun auch noch das Kontrollkästchen bei "von rechts".
- Finde heraus, wo das Bild entsteht, indem du den mittleren Schieberegler
("rote Strahlen") verschiebst.
(Wenn du an der richtigen Stelle bist, wird das Bild eingeblendet)
5.) Eine Frage des Blickpunktes.
| Der Lichtweg ist umkehrbar. Dieser wichtige Satz der Optik gilt auch hier. a) Den roten Strahl kann man als einen Achsenparallelstrahl betrachten, der von rechts (vom Bild) kommt und links von der Linse durch deren linken Brennpunkt verläuft. Du hast dann den richtigen Strahl ausgewählt, wenn er im weiteren Verlauf durch die Spitze des Gegenstandes verläuft. b) Ebenso könnte man auch sagen, der rote Strahl geht von der Spitze des Gegenstandes aus, verläuft durch den Brennpunkt zwischen Gegenstand und Linse (links) und verläuft "hinter der Linse" (rechts) parallel zur optischen Achse weiter. Wir betrachten dann einen Brennpunktstahl. |
Mit Hilfe dieser beiden Strahlen, kannst du einfach das Bild einer Sammellinse zeichnen:
Zeiche einen Strahl parallel zur Optischen Achse bis zur Linse und "hinter der Linse" weiter durch den Brennpunkt. (Achsenparallelstrahl)
Zeichne einen Strahl durch den Brennpunkt zwischen Gegenstand und Linse bis zur Mittelachse. "Hinter der Linse" verläuft der Strahl parallel zur optischen Achse weiter. (Brennpunktstahl)
Wo sich die beiden Stahlen schneiden, entsteht das Bild.
6.) Spiele mit der Simulation und versuche jeweils das Bild zu finden.
Du kannst die Größe des Bildes (Bildgröße) beeinflussen, indem du den oberen Regler ("blaue Strahlen") verschiebst. Mit dem unteren Regler "Entfernung" kannst du die Entfernung des Gegenstandes von der Linse (die Gegenstandweite g) verändern.
Ändere die Position und die Größe des Gegenstandes (Pfeil) und versuche jeweils mit dem mittleren Regler ("rote Strahlen") den Brennpunktstrahl richtig einzustellen, so dass ein Bild erscheint.
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA ( |