Optikaufgaben Brechung/Linsen

  • Ich habe Optikaufgaben (Klausurvorbereitung) [:(] und blicke nicht durch [xx(]


    1) Eine Hohlkugel aus Glas (n=1,53) hat einen Durchmesser von 100mm (außen) und eine Wandstärke von 10 mm.
    Sei wird mit Wassser gefüllt (n=1,33).
    Welche Brennweite hat die so entstanden Linse?


    2) Eine Meniskuslinse (äh, was ist das?) bildet ein Kameraobjektiv.
    Ihre Krümmungsradien sind r1=15mm und r2=30mm, Brechzahl 1,60.
    Brennweite? Lage der Hauptebenen in Bezug auf die Scheitelpunkte?

  • Hallo jk,


    jede brechende Kugelfläche wirkt wie eine Linse und hat zwei Brennweiten. Eine für achsennahe Strahlen, die parallel zur Achse von rechts kommen und links gebündelt werden. Und die andere für Strahlen aus der anderen Richtung.


    Wenn die Kugelfläche nach links konvex ist (also der Krümmungsmittelpunkt rechts liegt) und wenn links ein Medium mit der Brechzahl n1 und rechts eines mit der Brechzahl n2 ist, dann sind die Brennweiten f1 (links) und f2 (rechts): f1=r*n1/(n2-n1) und f2=r*n2/(n2-n1), wobei r der Kugelradius ist. Als Brechkraft einer brechenden Fläche definiert man den Wert (n2-n1)/r.


    Deine Aufgaben beschreiben Kombinationen von mehreren brechenden Flächen (Eine Meniskuslinse ist eine Linse, die im Querschnitt sichelförmig ist). Für Kombinationen von brechenden Flächen gilt: Die Brechkräfte (das sind die Kehrwerte der Brennweiten) addieren sich. Die linke und rechte Brennweite erhältst Du dann jeweils aus Brennweite=Brechzahl/Gesamtbrechkraft, wobei Du links und rechts jeweils den Brechungsindex des ganz linken bzw. ganz rechten Mediums nehmen mußt. Bei Dir also stets Luft (n=1), und daher sind bei Dir linke und rechte Brennweite stets gleich.


    Für Deine Meniskuslinse bist Du zusätzlich nach der Lage der Hauptebenen gefragt. Um die zu ermitteln mußt Du aber nicht nur die Krümmungsradien der Linse wissen, sondern auch noch ihre Dicke. Und die ist nicht gegeben.


    Gruß, mike

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