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Grundwissen

Bildentstehung bei Linsenabbildungen

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Von Konvexlinsen erzeugte reelle Bilder (Voraussetzung \(g>f\)) sind höhen- und seitenverkehrt.
  • Bilder entstehen dabei punktweise! Bilder wandern niemals als Ganzes.

Eine Konvexlinse entwirft von einem Gegenstand mit der Gegenstandsgröße \(G\), der sich im Abstand der Gegenstandsweite \(g\) vor einer Linse befindet, ein höhen- und seitenverkehrtes Bild (Voraussetzung: \(g > f\)). Das scharfe Bild mit der Bildgröße \(B\) entsteht in einer bestimmten Entfernung, der Bildweite \(b\) hinter der Linse. Die Bildweite \(b\) hängt von der Brennweite \(f\) und der Gegenstandsweite \(g\) ab.

Das von der Sammellinse entworfene reelle Bild kann mit Hilfe eines Schirms sichtbar gemacht werden. Entfernt man den Schirm, so existiert das Bild als sogenanntes "Luftbild", welches z.B. mit einer Kamera fotografiert werden kann.

Bild wandert nicht als Ganzes

Abb. 1 Typische falsche Vorstellung von der Bildentstehung bei Linsenabbildungen

Man darf sich den Abbildungsvorgang nicht so vorstellen, dass vom Gegenstand eine Art Bild auf die Linse zuwandert, von der Linse "umgedreht" wird und dann in der Entfernung \(b\) ein Bild entsteht. Diese typische falsche Vorstellung der Bildentstehung ist in der Animation in Abb. 1 dargestellt.

Abbildungen entstehen Punkt für Punkt

Man denkt sich stattdessen den Gegenstand in viele Punkte aufgeteilt, die jeweils Quelle für ein divergentes Lichtbündel sind. Diese Quellen bildet die Linse Punkt für Punkt ab und erzeugt somit ein Bild. Die Animation in Abb. 2 erläutert diesen Gedankengang an zwei ausgewählten Punkten des Mannes ("Kopfpunkt" und "Fußpunkt).

Wird ein Teil der Linse z.B. durch eine Lochblende oder - wie in der Animation - durch eine Halbebene abgedeckt, so entsteht trotzdem ein vollständiges Bild! Das Bild wird nur etwas dunkler (lichtschwächer), da weniger Lichtstrahlen zum Bild beitragen.