Physik Parabolspiegel Brennpunkt berechnen mit Parabel
Ich lerne hier gerade für eine Physikklausur und bin mit einer Aufgabe ein wenig überfordert:
a) Zeichnen Sie eine Parabel mit der Funktionsgleichung y=(1/5)*x^2 maßstäblich in ein Koordinatensystem. Legen Sie dazu eine Wertetabelle für die x-Werte 0 bis 5 an und zeichnen Sie damit auch die Kurve für negative x-Werte.
So, dass ist ja nun gottseidank nicht das Problem, aber jetzt geht es weiter:
b) Ermitteln Sie zeichnerisch den Brennpunkt, in dem sich aus positiver y- Richtung einfallende parallele optische Strahlen treffen. Zeichnen Sie dazu den Strahlengang für mindestens 3 unterschiedliche einfallende Strahlen ein und geben Sie die Koordinaten des Brennpunkts an. (6 Punkte)
Mehr Angaben habe ich nicht und benutzen soll ich nur die klassiche Formelsammung (Tafelwerk).....äähh...wie mache ich das jetzt? Die Strahlen einzeichnen verstehe ich ja auch noch, aber ich weiß doch gar nicht, in welchem Winke sich die jeweils berechen etc. Vermutlich muss ich das auch nicht wissen, aber wie geht es denn dann?
VIELEN DANK im voraus lakeiby
4 Antworten
Hallo,
Der Brennpunkt ist der Punkt, an dem sich alle im Parabolspiegel einfallenden Strahlen treffen. Verantwortlich dafür ist das Reflexionsgesetz (Einfallswinkel = Ausfallswinkel). Den Brennpunkt kannst Du berechnen, indem Du zum y-Wert des Scheitelpunkt den Term 1/(4a) dazu addierst (Herleitung bei wikipedia). In Deinem Fall ist der Scheitelpunkt (0 ; 0) und a=1,5. Der Brennpunkt befindet sich dann bei (0 ; 5/4).
Die Berechnung des Winkels geht mit der Differenz der Steigung Deiner Einfallsstrahlen (über den Tangens) und der Steigung (also der Ableitung) Deiner Parabel...
Parabolspiegel werden in Solarthermie-Kraftwerken eingesetzt, um einen im Brennpunkt befindlichen Wasserbehälter zu erhitzen. Über eine Dampfturbine, wird dann elektrischer Strom erzeugt.
VG
Ich weis nicht ob du noch Interesse daran hast aber für die Vervollständigung.
Eine Realschule hat sich damit etwas mehr auseinander gesetzt.
Hier findet "Ihr" die Facharbeit die diese Schule freundlicher weise Online gestellt hat.
Der Link:
MFG TechnikerVT
hab gerade gesehen, die frage geht ja noch weiter auf der nächsten seite:
Geben Sie Bezeichnung und allgemeine Formel des für die Konstruktion verwendeten optischen Gesetzes an. Welche technische Anwendung verwendet den gezeichneten optischen Strahlengang, und wozu wird der Parabolspiegel dabei eingesetzt?
ähm, hä? Ich bin wirklich ein moron was physik angeht :(
Die Strahlen einzeichnen verstehe ich ja auch noch, aber ich weiß doch gar nicht, in welchem Winke sich die jeweils berechen etc.
Du hast keine Linse, sondern einen Spiegel, da wird gar nichts gebrochen. Zeichne den Strahl, dort, wo er den Spiegel trifft, zeichne die Tangente und/oder das Lot auf die Tangente. Den reflektierten Strahl bekommst Du wie bei einem ebenen Spiegel über Einfallswinkel = Ausfallswinkel.
Welche technische Anwendung verwendet den gezeichneten optischen Strahlengang
Schau' Dir mal Deinen Fahrradscheinwerfer genauer an. Und die Satellitenschüssel.