Krümmungsmittelpunkt einer Parabel

  • Hallo an alle!


    Es ist ja allgemein bekannt:


    2*f = R


    (f= Brennweite; R=Krümmungsradius
    Und alle Lichtstrahlen, die vom Krümmungsmittelpunkt aus auf die Parabel treffen, werden in etwa wieder in die gleiche Richtung reflektiert.


    Dazu folgendes:


    f(x) = (2Rx)^0.5


    beschreibt die Funktion einer Parabel, deren Scheitelpunkt nach links zeigt. Also Praktisch die obere Hälfte eines Senkrechten Spiegels.
    f(x) ist dann der Zonenradius.
    Ferner gilt:


    f'(x) = 2R*(2Rx)^-0.5


    Jetzt betrachten wir den Strahlengang bei einem Zonenradius von 30 (mm) genauer (R sei 2000mm). Die Tangentensteigung ist hier:


    mT = 2000*(2*2000*30)^-0.5 = 133.3333


    Das Lot durch die Tangente hat die Steigung


    mL = -1/mT = -0.0075.


    Das Lot selbst müsste in etwa den Krümmungsmittelpunkt schneiden, OK?


    Schauen wir uns also einmal die Lotfunktion näher an:
    Sie hat die Form f(x) = mx+b. Werte einsetzen:


    30 = -0.0075*0.225+b <=>
    b = 30.0016875


    Jetzt kenne wir die gesamte Lotfunktion:


    f(x) = -0.0075*x+30.0016875


    Sie schneidet die X-Achse bei:


    0 = -0.0075*x*30.0016875 <==>
    -30.0016875 / -0.0075 = x = 4000.225 [:0]!!???!!


    etwa doppelt so weit weg wie erwartet?
    Meine Frage ist, wo der Fehler liegt? Das hieße ja, f*4 = R !
    Entweder hab ich mich massiv verrechnet oder irgend eine falsche Vorraussetzung getroffen.[:(]


    Vielen Dank und viele Grüße, ZUIO


    Ach übrigens, wo man schon mal dabei ist:


    Kennt eigentlich jemand ein gutes Buch über die Optik eines Parabolspiegels, z.b. auch auswertung von Tests (Foucault, caustic,..) und berechnung von p-v error, rms und so was?
    Ich finde das ganze sehr interessant.<font face="Arial"></font id="Arial">

  • Hallo ZUIO48,


    Zumindest bei folgendem hast Du geirrt:


    mT = 2000*(2*2000*30)^-0.5 = 133.3333 ist schon rein rechnerisch falsch. Aber das ist eher ein Flüchtigkeitsfehler. Wenn Du 2000*(2*2000*30)^-0.5 durch <font color="red">2</font id="red">*2000*(2*2000*<font color="red">0,225</font id="red">)^-0.5 ersetzt, wie es eigentlich sein müßte, wenn Du in Deine Formel für y' einsetzt, kommt auch 133.3333 heraus.


    Aber dann hast du dich auch noch richtig verrechnet: Deiner Ableitung fehlt ein Faktor 1/2 [Ableitung von x^1/2 ist 1/(<font color="red">2</font id="red">*x^1/2)]. Damit bekommst Du eine halb so große Tangentensteigung, eine doppelt so große Steigung des Lots (der "Normalen", wie die Senkrechte in einem Kurvenpunkt mathematisch eigentlich heißt), und damit schneidet die Normale die x-Achse, dann auch nur noch halb so weit entfernt, wie es eigentlich sein soll.


    Gruß, mike

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