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Linsenkombinationen auf der optischen Bank

PhysikOptikAlter 14–15Virtuelles Labor

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Kombinieren Sie zwei dünne Linsen dicht beieinander oder mit Abstand und bestimmen Sie auf einem Schirm die Brennweite des Systems: 1/F = 1/f₁ + 1/f₂ − d/(f₁f₂), und D = D₁ + D₂ in Dioptrien für Linsen ohne Abstand. Drei Praktika mit Nadeln und Parallaxenbeseitigung: die Brennweite einer Zerstreuungslinse mithilfe einer Sammellinse, die eines Wölbspiegels mithilfe einer Sammellinse und die Brechzahl einer Flüssigkeit über eine Flüssigkeitslinse zwischen Sammellinse und ebenem Spiegel. Kartesische Vorzeichenkonvention, Abstände in cm, Ergebnistabellen und selbstprüfende Aufgaben.

Lektion: Kombination dünner Linsen; Brechkraft einer Linse; Praktika an der optischen Bank

Was sie zeigt

Zusammen verwendete Linsen wirken wie eine einzige Linse. Der erste Bildschirm kombiniert zwei dünne Linsen: Dicht beieinander addieren sich ihre Brechkräfte (D = D₁ + D₂, mit D in Dioptrien = 1/f in Metern), mit Abstand d gilt für die Gesamtbrennweite 1/F = 1/f₁ + 1/f₂ − d/(f₁f₂). Die anderen Bildschirme sind Praktika mit Nadeln und Parallaxenbeseitigung: Zerstreuungslinse und Wölbspiegel liefern allein kein reelles Bild, daher erzeugt eine Sammellinse eines; eine Flüssigkeit zwischen Sammellinse und ebenem Spiegel bildet eine plankonkave Linse, deren Brennweite die Brechzahl der Flüssigkeit ergibt. Dünne Linsen, achsennahe Strahlen.

So funktioniert es

Wählen Sie auf Zwei Linsen die Linse L₁, die Linse L₂ und den Abstand d, verschieben Sie den Schirm S, bis das Fenster scharf ist, und klicken Sie auf Notieren. Klicken Sie auf den Praktikumsbildschirmen auf Auge bewegen und verschieben Sie die Nadel (oder den Spiegel), bis die Spitzen beisammen bleiben; dann klicken Sie auf Notieren: zuerst ohne das zweite Bauteil, dann nach L₂ einsetzen, Spiegel einsetzen oder Flüssigkeit zugeben. Tragen Sie Ihr Ergebnis in das Aufgabenfeld ein und klicken Sie auf Prüfen.

Einstellbare Parameter

  • Bildschirm Zwei Linsen, f der Zerstreuungslinse, f des Wölbspiegels, μ einer Flüssigkeit
  • Linse L₁ (Bildschirm Zwei Linsen) Sammellinse +10 cm, Sammellinse +15 cm, Sammellinse +20 cm, Sammellinse +25 cm, Sammellinse +30 cm, Sammellinse +50 cm, Zerstreuungslinse −20 cm, Zerstreuungslinse −30 cm, Zerstreuungslinse −50 cm
  • Linse L₂ (Bildschirm Zwei Linsen) Sammellinse +10 cm, Sammellinse +15 cm, Sammellinse +20 cm, Sammellinse +25 cm, Sammellinse +30 cm, Sammellinse +50 cm, Zerstreuungslinse −20 cm, Zerstreuungslinse −30 cm, Zerstreuungslinse −50 cm
  • Abstand d der Linsen 0–20 cm
  • Brennweite der Sammellinse L₁ (Praktika) 10–20 cm
  • Brennweite der Zerstreuungslinse (zu messen) -40–-15 cm
  • Krümmungsradius des Wölbspiegels (zu messen) 20–50 cm
  • Flüssigkeit Wasser, Ethanol, Glycerin

Fragen zum Erkunden

  1. Warum braucht eine Zerstreuungslinse eine Sammellinse, um ein reelles Bild zu erzeugen, das eine Nadel finden kann?
  2. Zwei Linsen mit +20 cm und +30 cm liegen dicht beieinander: Welche Brechkraft hat das System?
  3. Warum fällt das Bild der Nadel auf die Nadel selbst zurück, wenn sie in der Brennebene der Linse auf einem ebenen Spiegel steht?

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