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Mikroskop und Abbildung
 
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stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 13:23    Titel: Mikroskop und Abbildung Antworten mit Zitat

Hallo Leute,

wir haben grad sowas wie Fototechnik und da hab ich grad ziemliche Probleme, da mich das auch an sich überhaupt nicht interessiert smile

Vielleicht könnt ihr mir helfen.

Aufgabe:

Das von einem Mikroskop entworfene Bild wird mit einer hinter dem Okular angebrachten Kamera fotografiert; die Kamera ist auf "unendich" (große Gegenstandsweite) eingestellt.

a) Skizzieren Sie die Bildkonsturktion in der gesamten Anordnung!

b) Wie groß ist die Gesamtvergrößerung der Anordnung (d.h.) das Verhältnis von Bildgröße auf dem Film zur Gegenstandsgröße) für folgende konkrete Größen: Brennweiten f(Objektiv)=2mm, f(Okular)=25mm, f(Kamera)=135mm; optische Tubuslänge l=100mm.

c) Welche Vergrößerung würde sich ergeben, wenn Sie die Kamera abmontieren und stattdessen direkt mit dem Auge ins Okular blicken.


Ich habe keinen Ansatz, das Vorlesungsskript hilft mir auch nicht im geringsten. Ich hoffe ihr habt Rat.

Danke schonmal
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde sagen, nur Mut, versuch dich mal schrittweise daran:

Kennst du die Bildkonstruktion an einer Linse vielleicht noch aus der Schule, oder kannst du dich da mit Hilfe deiner Physikbücher oder mit Hilfe von von leicht googlebaren Links wie zum Beispiel

http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/geooptik/linsen.vlu/Page/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/geooptik/linsen_bildkonstruktion.vscml.html

oder

http://www.muenster.de/~ullwer/P-Buch/Optik/bildkonstr-sl.htm

schnell wieder darin einarbeiten?
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 13:41    Titel: Antworten mit Zitat

Also die Abbildungsgleichungen sind mir geläufig und die kann ich auch herleiten.

Wenn ich a aufmalen müsste:

Das Licht fällt auf eine Linse, durchläuft dann die Tubuslänge und dort ist eine Sammellinse.

Was die 1. Linse macht weiß ich nicht. Der Fotorapparat besitzt ja an sich wieder einen Sammellinse.

Ist das soweit richtig?


PS: bin in 2,5h wieder da, muss zur ana III übung
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

Weißt du schon, wie die Linsen in einem Mikroskop angeordnet sind, und wie man diese Linsen jeweils bezeichnet? Oder kannst du das durch Nachschlagen in deinem Skript, in deinen Physikbüchern, oder durch googeln herausfinden, so dass du eine Skizze machen und zum Beispiel hier zeigen kannst, die das zeigt?

Wenn du so eine Skizze hast, dann könntest du dich daran machen, mit dem, was du über Bildkonstruktion weißt, die Strahlengänge da reinzumalen.
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 16:29    Titel: Antworten mit Zitat

Also,
im Mikroskop sind 2 Sammellinsen. Das Objektiv und das Okular.

Der Abstand beider Brennpunkte ist die Länge des Tubus.

Also die Skizze für das Mikroskop ist fertig, jetzt weiß ich nicht wie ich die Kamera mit ins Spiel bringen soll.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 17:54    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du die Skizze, die du da gemacht (bzw. gefunden und gemacht, ..., je nachdem) hast, mal zeigen?

Ist da nicht noch eine weitere Linse namens Kollektor?

Und zur Kamera: Wie ist eine Kamera aufgebaut, welche Linsen sind da dran, und wie nennt man sie? Kannst du damit die Kamera mit an deine Mikroskopskizze dranmalen und deine Konstruktion des Strahlenganges (hast du die für das Mikroskop bereits gemacht?) bis in die Kamera hinein forstetzen?
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 17:59    Titel: Antworten mit Zitat

http://www.lern-online.net/physik/optik/strahlengaenge/linsen/

Weiter unten sieht man die Abbildung für das Mikroskop.

Die Kamera hat eine Sammellinse, aber die einfallenden Strahlen sind ja jetzt nichtmehr parallel. Ich kann aber die Entfernung des Objektives zu dem Schirm ändern.
Das hatten wir in der Vorlesung.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 18:13    Titel: Antworten mit Zitat

stereo hat Folgendes geschrieben:
http://www.lern-online.net/physik/optik/strahlengaenge/linsen/

Weiter unten sieht man die Abbildung für das Mikroskop.

Einverstanden, mit so einer Skizze brauchst du also für die Abbildung in einem Mikroskop nur die beiden Linsen, die du bereits genannt hast.

Zitat:

Die Kamera hat eine Sammellinse, aber die einfallenden Strahlen sind ja jetzt nichtmehr parallel.

Ich verstehe noch nicht so ganz, was du mit diesem Einwand meinst. Wenn die Kamera wie in der Aufgabenstellung "auf unendlich" eingestellt ist, was bedeutet das für die Parallelität der Strahlen vor und hinter der Kameralinse, für die Brennweite dieser Kamera-Linse, ... ?

Wie musst du also das Mikroskop einstellen, um die so eingestellte Kamera dahinter verwenden zu können? Und wie zeichnest und konstruierst du dementsprechend den Strahlengang in Mikroskop und Kamera?
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

Da die Abbilungsgleichung gilt, muss für den Vorgang am Fotoapparat folgendes gelten:

f=b , da g -> oo

Ich würde den Strahlengang wie auf der Internetseite zeichnen und dann einfach noch eine Sammellinse dahinter setzen, die Frage ist nun in welchem Abstand.

Wenn man den Abstand groß wählt, hat man ja wieder nahezu parallere Strahlen (analoges wie bei der Sonne, diese Strahlen sind ja auch nur annähernd parallel aufgrund der großen Entfernung).
Wenn dem so ist, würden die Strahlen nach der Fotolinse sich im Brennpunkt bündeln.
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 18:50    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich versuche das grad mathematisch zu lösen mit der physikalischen Größe V.

V ist die Vergrößerung und stellt das Verhältnis der Bild- bzw Gegenstandgröße da.



Desweiteren gilt:



Nun zur Aufgabe:







Wobei b der Abstand vom Objektiv zur Brennweite des Okulars ist (Wikipedia). Das verstehe ich nicht ganz. Warum ist die Bildweite gerade der Abstand?



Die Frage ist, gilt das hier auch so? Da ich noch den Fotoapparat dahinter habe.

Ich sehe aber den praktischen Bezug noch nicht so ganz, ich rechne gerade einfach drauf los.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 20:26    Titel: Antworten mit Zitat

stereo hat Folgendes geschrieben:
Da die Abbilungsgleichung gilt, muss für den Vorgang am Fotoapparat folgendes gelten:

f=b , da g -> oo

Einverstanden smile

Zitat:

Ich würde den Strahlengang wie auf der Internetseite zeichnen und dann einfach noch eine Sammellinse dahinter setzen, die Frage ist nun in welchem Abstand.

Wenn man den Abstand groß wählt, hat man ja wieder nahezu parallere Strahlen

Moment, wozu brauchst du hier einen großen Abstand? Wer sorgt hier in diesem Fall schon dafür, dass die Strahlen parallel sind, die auf die Linse der Kamera treffen?
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

So wie auf dem Strahlengang für das Mikroskop zu sehen ist, sind die Strahlen doch nicht parallel.
Ich weiß nicht was das g-> oo für die Kamera zu bedeuten hat, was passiert da?

Ich hatte mir auch überlegt - ich habe durch das Mikroskop eine Vergrößerung, welche ich mathematisch zum Ausdruck bringen kann. Für die Kamera gilt ja die Abbildungsgleichung. Wenn ich so versuche zu rechnen komme ich auf quatsch.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. Dez 2009 20:39    Titel: Antworten mit Zitat

stereo hat Folgendes geschrieben:

Ich weiß nicht was das g-> oo für die Kamera zu bedeuten hat, was passiert da?

Wie sehen die Strahlengänge bei einer Abbildung an einer Sammellinse aus, wenn die Gegenstandsweite unendlich groß ist? Magst du dir das mal aufzeichnen? Sind dann die Strahlen auf der Gegenstandsseite schräg zueinander oder parallel zueinander?

Zitat:

So wie auf dem Strahlengang für das Mikroskop zu sehen ist, sind die Strahlen doch nicht parallel.

Die Strahlen, die aus dem Mikroskop herauskommen? Kannst du den Strahlengang im Mikroskop so einstellen und einzeichnen, dass die Strahlen nach dem Mikroskop parallel zueinander sind?
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402

Beitrag stereo Verfasst am: 16. Dez 2009 21:13    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Wie sehen die Strahlengänge bei einer Abbildung an einer Sammellinse aus, wenn die Gegenstandsweite unendlich groß ist? Magst du dir das mal aufzeichnen? Sind dann die Strahlen auf der Gegenstandsseite schräg zueinander oder parallel zueinander?


Die sind parallel.

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Die Strahlen, die aus dem Mikroskop herauskommen? Kannst du den Strahlengang im Mikroskop so einstellen und einzeichnen, dass die Strahlen nach dem Mikroskop parallel zueinander sind?


Ich wüsste nicht wie.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 17. Dez 2009 03:31    Titel: Antworten mit Zitat

Vorschlag: Fang mal an, den Strahlengang an der Kamera zu zeichnen und verlängere ihn dann in das Mikroskop hinein. Und wähle dann den Abstand zwischen Objektiv und Okular so, dass die Abbildung scharf wird.

Wie sieht dann deine selbstkonstruierte Skizze für den Strahlengang im Mikroskop aus?
Röhrenfan



Anmeldungsdatum: 29.09.2009
Beiträge: 129

Beitrag Röhrenfan Verfasst am: 17. Dez 2009 10:18    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

kleiner Tipp zwischendurch eingeworfen: Zum Mikroskop gibt es Simulationen, bei denen die Linsenanordnung online verändert werden kann. Dann kann man die Veränderung der Strahlengänge dynamisch verfolgen.

Suche mal unter:

mikroskop applet
mikroskop physlet

Gruß, Röhrenfan
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