Wie skizziere ich folgende Aufgabenstellung mit beschriftetem Paralellstrahl, Brennstrahl, Hauptstrahl, Krümmungsmittelpunkt und Brennpunkt?

Wie sieht die Skizze eines verkleinerten Bildes eines Gegenstandes mit einer Gegenstandsweite größer der doppelten Brennweite, den Eigenschaften reell und umgekehrt und einer bildweite größer der brennweite aber kleiner der doppelten brennweite mit einem Hohlspiegel aus?

Answer 1

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Zuerst einmal einige Definitionen, um sicherzustellen, dass wir auf der gleichen Seite sind:

1. Parallelstrahl: Ein Lichtstrahl, der parallel zur optischen Achse auf einen Spiegel trifft.
2. Brennstrahl: Ein Lichtstrahl, der durch den Brennpunkt verläuft.
3. Hauptstrahl: Ein Lichtstrahl, der durch den Mittelpunkt der Spiegelkrümmung verläuft.
4. Krümmungsmittelpunkt: Der Mittelpunkt des Spiegels, wenn man diesen als Teil eines Kreises betrachtet.
5. Brennpunkt: Der Punkt, in dem sich die von einem Punkt auf der optischen Achse ausgehenden und reflektierten Strahlen schneiden.

Zur Visualisierung des Problems kannst du folgende Schritte befolgen:

1. Zeichne eine horizontale Linie (die optische Achse) und einen vertikalen Strich links davon (den Spiegel). Stelle sicher, dass der Spiegel konvex ist, um einen Hohlspiegel darzustellen.
2. Zeichne den Brennpunkt F und den Krümmungsmittelpunkt C auf der optischen Achse. C sollte doppelt so weit vom Spiegel entfernt sein wie F.
3. Zeichne einen Gegenstand (zum Beispiel einen Pfeil) auf der optischen Achse, rechts von C. Diese Position stellt eine Gegenstandsweite dar, die größer ist als die doppelte Brennweite.
4. Zeichne nun die drei Strahlen:

• Der Parallelstrahl läuft vom oberen Ende des Gegenstands parallel zur optischen Achse und wird vom Spiegel so reflektiert, dass er durch den Brennpunkt verläuft.
• Der Brennstrahl läuft vom oberen Ende des Gegenstands durch den Brennpunkt und wird vom Spiegel so reflektiert, dass er parallel zur optischen Achse verläuft.
• Der Hauptstrahl läuft vom oberen Ende des Gegenstands durch den Krümmungsmittelpunkt (C). Da er auf dem Weg zum Spiegel den Mittelpunkt der Spiegelkrümmung durchläuft, wird er auf demselben Weg zurück reflektiert.

1. Der Punkt, an dem sich die drei Strahlen treffen (oder scheinbar treffen), ist der Ort des Bildes. Da das Bild zwischen F und C liegt, zeigt dies, dass die Bildweite größer als die Brennweite, aber kleiner als die doppelte Brennweite ist.
2. Da das Bild auf der gleichen Seite des Spiegels wie der Gegenstand liegt und die Strahlen sich tatsächlich treffen, handelt es sich um ein reelles Bild. Da es unterhalb der optischen Achse liegt, während der Gegenstand darüber liegt, ist es umgekehrt.
3. Da das Bild kleiner als der Gegenstand ist, handelt es sich um ein verkleinertes Bild.

Hoffentlich hilft dir das weiter! Es kann hilfreich sein, diese Zeichnung mit verschiedenen Gegenstandsweiten zu üben, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich die Bildposition und -größe ändern.