Lichtbündelung Sammellinse?
Hallo zusammen,
Ich muss für die Schule wissen warum eine Sammellinse das Licht im Brennpunkt bündelt.
Vielen Dank im Vorraus <3
LG Screech
2 Antworten
So stimmt das nicht. Man muss es genauer ausdrücken. Eine Sammellinse bündelt nicht "das Licht" im Brennpunkt, sonder nur Lichtstrahlen, die parallel zur optischen Achse einfallen.
Wie die Linse das macht, wird hier in Abbildung 3.1 gezeigt. https://www.leifiphysik.de/optik/optische-linsen/grundwissen/linsenformen
Stell Dir vor, dass die Linse aus vielen kleinen Prismen zusammengesetzt ist. Je weiter die Prismen von der Achse weg sind, um so schräger stehen ihre Seitenflächen zueinander, und um so stärker wird der Strahl gebrochen. Die Linse ist so gekrümmt, dass für achsparallel einfallende Strahlen überall der Tangens des Brechungswinkels = Brennweite / den Abstand zur Achse ist. Dann treffen sie sich alle im Brennpunkt.
Ein Lichtstrahl, der genau auf der optischen Achse verläuft, wird nicht gebrochen.
Ein Lichtstrahl mit einer bestimmten Entfernung (größer als 0) parallel zur optischen Achse verläuft, wird beim Eintritt in die Linse zum Lot hin und beim Austritt vom Lot weg gebrochen. Er schneidet dann die optische Achse in einem Punkt F (dem Brennpunkt).
Wenn man will, dass sich alle Lichtstrahlen im Punkt F treffen, muss man die Linse so gestalten, dass die Laufzeit des Lichts unabhängig vom Abstand zur optischen Achse ist.
Weil das Licht in Glas langsamer als in Luft ist, muss die Linse immer dünner werden, je weiter man von der optischen Achse entfernt ist. Dadurch ergibt sich die typische Form einer Sammellinse.
Die parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen treffen sich also in F, weil die Laufzeit dahin für alle Lichtstrahlen gleich ist.