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Aufgabe

Luftlinse

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze des Versuchsaufbaus

Aus zwei sogenannten Uhrgläsern kann man sich eine bikonvexe luftgefüllte Linse herstellen (vgl. Abb. 1). Zum Abdichten der Linse kann ein Stück Fahrradschlauch über die Berührstellen der Gläser gezogen werden.

 

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Detailskizze der Luftlinse mit einfallendem parallelem Lichbündel

Die im Wasser befindliche Luftlinse wird mit einem parallelen Lichtbündel bestrahlt.

Erläutere, wie die bikonvexe Luftlinse das parallele Bündel verändert. Überlege dir deine Antwort mit Hilfe der Skizze in Abb. 2, in die du den Verlauf der Parallelstrahlen qualitativ einzeichnen kannst (vorher Ausdruck der Seite).

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Abb. 3 Skizze zur Lösung

Beim Übergang von Wasser zu Glas wird das Licht nur wenig gebrochen. Beim anschließenden Übergang von Glas nach Luft wird das Licht vom Lot weg gebrochen, da Luft im Vergleich zum Glas das optisch dünnere Medium ist.

Beim Übergang von Luft nach Glas (rechte Linsenseite) erfolgt die Brechung zum Lot hin. Beim anschließenden Übergang von Glas nach Wasser findet wiederum wenig Brechung statt.

Insgesamt zeigt sich, dass die bikonvexe Luftlinse in Wasser wie eine Zerstreuungslinse wirkt.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Optik

Optische Linsen