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Inken Gerstle
vor 9 Jahren
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Untersuchun der Aildunseienschaften einer n und Bestimmun ihrer Brennweite Klasse : Name : Datum : Theorie 1: Die folende Aildun zeit das Modell einer.

Ein Strahl welcher parallel zur optischen Achse verläuft trifft auf die Oerfläche und wird nach dem f Brechunsesetz (vl.

1 Untersuchun der Aildunseienschaften einer n und Bestimmun ihrer Brennweite Klasse : Name : Datum : Theorie 1: Die folende Aildun zeit das Modell einer. Daei ist die Linse zur Vereinfachun in Teilstücke zerlet und durch einzelne Prismen (eientlich ewölten Kuelflächen) darestellt. Ein Strahl welcher parallel zur optischen Achse verläuft trifft auf die Oerfläche und wird nach dem f Brechunsesetz (vl. Versuch 3) sowohl eim Eintritt in die Linse als auch eim Austritt aus der Linse erochen. Man stellt daei fest, dass sich diese Strahlen alle in einem Punkt kreuzen. Man nennt diesen Punkt den Brennpunkt der Linse. Seine Entfernun von der Mittelachse der Linse nennt man die Brennweite f. Versuchsziel 1: Nachweis des Brennpunktes und Bestimmun der Brennweite. Benötite Geräte: 1 Optische Scheie 1 Linse aus Plexilas 1 optische Bank 1 Optikleuchte 1 Blende mit Spalt 1 Linse L15 1 Blatt Papier Spannunsversorun Reiter für die optische Bank Klemmhalter Versuchsaufau: Lampe L15 Klemme m. Blende opt. Scheie opt. Bank Versuchsdurchführun: Auf eine weißes Blatt Papier wird zunächst ein rechtwinklies Koordinatensystem ezeichnet. Der Mittelpunkt der Linse wird auf den Koordinatenursprun elet und die roße Achse der Linse mit der y-achse zur Deckun eracht. Das Blatt Papier wird nun zusammen mit der Linse auf die optische Scheie elet und so auserichtet, dass die x-achse parallel zur optischen Achse verläuft. Verschieen Sie das Blatt Papier auf der optischen Scheie nur in y- Richtun und zeichnen Sie zu verschiedenen einfallenden Lichtstrahlen den jeweils erochen ausfallenden Lichtstrahl auf das Blatt Papier ein. Versuchsauswertun: Welche Aussae lässt sich üer die ausfallenden Lichtstrahlen machen? 1

2 Theorie 2: Ein Lichtstrahl, welcher parallel zur optischen Achse verläuft, verläuft nach der Brechun durch den Brennpunkt. Parallelstrahl wird zu einem Brennpunktstrahl Ein Lichtstrahl, welcher durch den Brennpunkt verläuft, verläuft nach der Brechun parallel zur optischen Achse. Brennpunktstrahl wird zu einem Parallelstrahl Ein Lichtstrahl, welcher durch den Mittelpunkt O der Linse verläuft, verläuft in erade Linie weiter und wird nicht erochen. Mittelpunktstrahl (Zentralstrahl) läuft eradlini durch die Linse Versuchsziel 2: Üerprüfun des Verlaufs der Strahlenäne durch die Linse. Versuchsaufau: Wie oen! Versuchsdurchführun: Auf der Rückseite des weißen Blattes Papier wird ein zweites rechtwinklies Koordinatensystem ezeichnet. Die Linse wird wie im vorien Versuch mit dem Papier auf die optische Scheie elet und mit Hilfe der in Versuch 1 estimmten Brennweite die eiden Brennpunkte der Linse einezeichnet. Üerprüfen Sie nun oie Strahlenäne durch entsprechende Verschieun der Linse und zeichnen Sie die entsprechenden Strahlenäne (mit Richtun) ein. Theorie 3: Wie wir ereits wissen lässt sich durch eine Linse ein Geenstand der Größe G verrößern zw. auch verkleinern. Man erhält also auf der anderen Seite der Linse ein Bild der Größe B eines etrachteten Geenstandes. Das Bild kommt nun folendermaßen zustande: Im Idealfall wird Licht, das von einem Punkt des Geenstandes auseht, durch eine so erochen, dass es wieder in einem Punkt vereinit wird. Bilder an n lassen sich einfach konstruieren, wenn die Hauptstrahlen enutzt werden. 2

3 Bezeichnunen: G: Geenstandsröße B: Bildröße : Geenstandsweite (Entfernun zur Mitte der Linse) : Bildweite f: Brennweite : Brennpunkt Der Aildunsmaßsta Γ (riech.: Gamma) it an, wie viel mal das Bild rößer ist, als der Geenstand. Dieser lässt sich recht einfach anhand der Ähnlichkeit der efärten Dreiecke (Mittelpunktsstrahl) herleiten: Es ilt: etwas umestellt: B G = tan α = B = = Γ G Das Aildunsesetz stellt ein Beziehun zwischen der Brennweite f, der Geenstandsweite und der Bildweite her. Dieses lässt sich anhand der Ähnlichkeit der efärten Dreiecke (Brennpunktstrahl) herleiten: Aufae: Leiten Sie das Aildunsesetz = + f mit Hilfe oier Zeichnun her. (Internet, Buch, eienes Gedankenut!) 3

4 Versuchsziel 3: Konstruieren Sie für die Geenstandsröße G = 4,0 die Bildröße B, die eine Linse mit der Brennweite f = 6, 0 hervorruft, wenn die Geenstandsweite = 10 eträt. Verwenden Sie dazu ein eienes Blatt (kariert) und üerprüfen Sie ihre Konstruktion rechnerisch durch Verwendun oier ormeln. Versuchsziel 4: Nachweis des Aildunsesetz für eine dünne. Benötite Geräte: 1 Optische Scheie 1 Schirm 1 Optikleuchte 1 Perleins 1 Linse L10 Spannunsversorun Reiter für die optische Bank Klemmhalter Versuchsaufau: Lampe Perleins L10 Schirm opt. Bank Versuchsdurchführun: Stellen Sie die fest auf die optische Bank. Zwischen Lampe und Linse wird die Perleins mit der Geenstandsröße G in eine Entfernun von zur Linse eracht. Verschieen Sie den Schirm nun solane is sich auf diesem ein scharfes Bild der Perleins einstellt. Messen Sie die Bildröße B und die Bildweite und traen Sie alle Werte in die folende Messwerttaelle ein. Messwerttaelle: G B B G 1 in 1 1 in in f in Versuchsauswertun: Berechnen Sie die Werte, B G, 1, 1 und und traen Sie diese in die Taelle ein. Berechnen Sie mit Hilfe des Aildunsesetzes die Brennweite f. 4

5 Ermitteln Sie nun den Mittelwert f der Brennweite: f = Sowie den asoluten ehler f : f = Somit folt für die Brennweite der verwendeten Linse: f = f ± f = 5

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