Aktuelle Version vom 26. Januar 2015, 09:01 Uhr

Im Physik-Unterricht haben wir die Aufgaben bekommen ein Fernglas selbst zu bauen. Hier sind einige Informationen zum Thema Fernglas.

Woraus besteht ein Fernglas?

Ein Fernglas besteht aus einem Objektiv; einem imaginären Brennpunkt bzw. einen Gegenstand, der fixiert werden soll; jeweils zwei Umlenkprismen; der Gesichtsfeldblende und dem Okular.

Das Objektiv ist eine Sammellinse, sie fängt das Licht ein und bündelt es, man richtet es auf das Bild. Am Brennpunkt kreuzen sich die Lichtstrahlen vom Bild, dadurch steht das Bild auf dem Kopf. Die Umlenkprismen sind dafür da, um das Licht/Bild auf die Gesichtsfeldblende umzuleiten. Die Gesichtsfeldblende befindet sich vor dem Okular. Sie gibt den Fokus auf einen bestimmten Ausschnitt des Bildes. Das Okular funktioniert wie eine Lupe es schärft das Bild und man schaut dadurch.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Porro_binocular.jpg (Quelle wikipedia)

^ - Objektiv(1) - Umlenkprismen(2)&(3) - Okular(4) ^

Die Linsengleichung

Mit der Linsengleichung kann man die Brennweite (f) berechnen. Das geht folgendermaßen:

Für genaueres auf den unteren link klicken.

http://wikis.zum.de/kas/Datei:Strahlengangfedp.jpg

Wie funktioniert die Bildkonstruktion an der Linse

Wie man auf dem oberen Bild sehen kann, ist der Gegenstand auf der linken und der Bildpunkt auf der rechten Seite. Von dem Gegenstand gehen der Parallelstrahl, der Mittelpunktstrahl und der Brennpunktstrahl aus. Der Parallelstrahl verläuft zunächst parallel zur optischen Achse und dann durch den Brennpunkt auf der Bildseite. Der Mittelpunktstrahl verläuft mittig durch den Schnittpunkt der optischen Achse und der Linse. Der Brennpunktstrahl kreuzt den Brennpunkt an der an der Gegenstandsseite und verläuft nachdem sie die Linse geschnitten hat, parallel zur optischen Achse. Die Brennweite ist der abstand zwischen dem Brennpunkt und der Linse.

Die Abbildungsgleichung

Mit der Abbildungsgleichung kann man eine der 4 Größen berechnen, falls man die anderen kennt. Das geht folgendermaßen:

Mit ihr kann man die Bildgröße ausrechnen.

Beispiel: Gesucht: b Gegeben: G = 14 cm B = 140 cm g = 40 cm

b= g*(B:G)=40cm*(140cm:14cm)=400cm=4m

b=4m

Experiment zum Bündeln von Licht

Material:

-Ein Netzgerät

-Ein Lichtkasten

-Eine Glaslinse

-Zwei Kabel

Aufbau:

-Netzgerät anstecken

-Lampe und Netzgerät sind mit zwei Kabeln verbunden

-Kabel werden an jeweils 12 Volt Steckern angeschlossen

-Am vorderen Ende des Kastens, in dem sich die Lampe befindet, ist ein Schlitz, in dem man eine Platte reinschieben kann.

-Man kann auch auch vor der Öffnung des Kastens eine Linse reinschieben.

Beobachtung:

Wir haben einen Lichtkasten mit einem Netzgerät angeschlossen und mit einer kleinen Platte, in der Rillen waren, das Licht in fünf kleine Linien eingeteilt. Ein paar Zentimeter weiter haben wir verschieden geformte Linsen gestellt und konnten sehen, dass das Licht gebündelt wurde.

Auswertung: Das Objektiv fängt das Licht ein bzw. bündelt es. So wird das Licht auf die Umlenkprismen gebündelt.

Experiment zum Umleiten von Licht

Material: -Ein Netzgerät -Zu beiden Seiten gekrümmte Glaslinse -Glaslinse -zwei Kabel -Lichtkasten

Aufbau:

Man verbindet das Netzgerät und den Lichtkasten mit Kabeln. In dem Lichtkasten steckt eine Glaslinse, welche das Licht bündelt. Außerdem haben wir vor das Licht eine Platte mit einem Schlitz befestiigt. Die zu beiden Seiten gekrümmte Glaslinse haben wir nicht senkrecht vor den Lichtstrahl gestellt, sondern etwas versetzt.

Beobachtung:

Wir haben einen Lichtkasten an einem Netzgerät angeschlossen und eine kleine Platte mit einem Pfeil darauf, davor geschoben. Vor dem Pfeil stehen zwei Glaslinsen, alle vier Gegenstände kann man hin und her verschieben. Dann lässt man das Licht auf eine Wand oder Platte fallen sodass man den Pfeil sehen kann. Dadurch, dass man die Linsen verschieben kann, kann man auch die Schärfe des Pfeils einstellen.

Auswertung:

Je weiter die Linsen auseinander sind, desto schärfer wird der Pfeil.