PhysProf - Zerstreuungslinsen - Bild - Simulation - Brennpunkt - Animation
Fachthema: Zerstreuungslinse
PhysProf - Geometrische Optik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.
Online-Hilfe für das Modul
zur Analyse des Strahlenverlaufs der bei
Lichtbrechungen an Zerstreuungslinsen entsteht.
Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema und eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.
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Themen und Stichworte:Linse - Optik - Strahlen - Berechnen - Konkave Linse - Konkavlinse - Gegenstandsweite - Bildweite - Abbildung - Bildgröße - Gegenstandsgröße - Brennweite - Brennpunkt - Abbildungsmaßstab - Bildhöhe - Bildpunkt - Brennebene - Eigenschaften - Linsengleichung - Funktionsweise - Gleichung - Konkav - Strahlenverlauf - Wölbspiegel - Vergrößerung - Verkleinerung - Strahlengang - Rechner - Beispiele - Zeichnen - Formel - Bild - Grafik - Berechnung - Darstellen - Grafische Darstellung |
Zerstreuungslinse
Mit Hilfe des Unterprogramms [Optik] - [Zerstreuungslinse] kann die Entstehung eines Bildes an konkaven dünnen Linsen analysiert, sowie der entstehende Strahlenverlauf simuliert werden.
Als Linse bezeichnet man ein optisch wirksames Bauelement mit zwei lichtbrechenden Flächen, von welchen mindestens eine der Flächen konvex oder konkav gewölbt ist.
Eine gedachte Linie, auf welcher die Krümmungsmittelpunkte der Linsenflächen liegen, wird als optische Achse bezeichnet.
Zerstreuungslinsen (Konkavlinsen) sind durch zwei Kugelflächen so begrenzt, dass sie in der Mitte dünner sind als am Rand. Parallel zur optischen Achse durch eine Konkavlinse tretende Strahlen werden so gebrochen als kämen sie von einem vor der Linse liegenden Brennpunkt F. Dessen Abstand von der Linie ist die Brennweite f. Sie ist stets negativ. Die Brennweite einer Linse hängt vom Linsenmaterial, den Krümmungsradien, den begrenzenden Kugelflächen und dem umgebenden Medium ab:
Linsengleichung:
Hierbei sind:
G: Gegenstandsgröße [m]
B: Bildgröße [m]
g: Gegenstandsweite [m]
b: Bildweite [m]
f: Brennweite [m]
Programmbedienung
Das Programm stellt die maßgeblich wichtigsten Strahlen dar, welche zur Erstellung des Bildes notwendig sind. Dies sind der Brennpunktstrahl (blau), der Mittelpunktstrahl (grün) und der Parallelstrahl (rot).
Mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Rollbalken können Sie die Brennweite f, die Gegenstandsweite g, sowie die Gegenstandsgröße G einstellen. Daraufhin wird die Darstellung des Bildes aktualisiert.
Die errechneten Werte für die Bildweite b und Bildgröße B werden ausgegeben. Eine Aktivierung des Kontrollkästchens Beschriftung bewirkt die Beschriftung der Grafik mit den Bezeichnungen für Gegenstandsweite, Bildweite und Brennweite.
Die Gegenstandsweite ist als der Abstand des Gegenstands (Pfeil) von der Mitte der Linse definiert. Die Brennweite beschreibt den Abstand des Brennpunktes von der Linse. Die Gegenstandsgröße ist die Höhe des Gegenstands. Unter Bildweite versteht sich der Abstand des entstandenen Bildes von der Linsenmitte und die Bildgröße beschreibt die Höhe des Bildes.
Eine kleine Übersicht in Form kurzer Beschreibungen und Bilder über einige zu diesem Fachthemengebiet implementierte Unterprogramme kann unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik aufgerufen werden.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Linse sowie unter Wikipedia - Brennweite zu finden.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Reflexion - Lichtbrechung - Zerstreuungslinse - Sammellinse - Hohlspiegel - Reflexion am Spiegel - Beugung am Spalt - Plancksches Strahlungsgesetz