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Aufgabe

Sammelwirkung einer Konvexlinse

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Um sich die Sammelwirkung einer Konvexlinse plausibel zu machen, kann man sich die Linsenform durch Prismen angenähert denken.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zur Aufgabe

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Konstruiere möglichst genau den Strahlengang durch das unten skizzierte Linsenmodell.

Erläutere, was man aus dieser Konstruktion erkennen kann.

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Abb. 2 Konstruktion der Lichtwege ausgezeichneter Strahlen zur Erklärung der Sammelwirkung einer Konvexlinse

Man sieht, dass das Parallelbündel durch die Sammellinse zu einem konvergenten Bündel gemacht wird.

Außerdem ist zu erkennen, dass die relativ dicke Linse, die bis zum Rand ausgeleuchtet wird, keinen scharfen Brennpunkt hat. Die achsennahen Strahlen treffen sich an einer anderen Stelle der optischen Achse als die achsenfernen Strahlen.

Hinweise

Die Oberfläche einer sphärischen Linse ist Teil einer Kugeloberfläche, die Oberfläche eines Prisma ist dagegen nicht gekrümmt.

Auf analoge Weise kann man sich die Zerstreuungswirkung einer Konkavlinse klar machen.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Optik

Optische Linsen