Mit einer Sammellinse Ameisen explodieren + 1 andere Aufgabe

Grünschnabel · Anmeldungsdatum: 23.11.2013 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo, ich in diesem Semester habe ich Optik, welches mir sehr viel schwierigkeiten bereitet.
Ich habe ständig Woche für Woche mit Aufgaben zu kämpfen, um meinen Testat noch bekommen zu können.

Ich stehe jetzt hier vor 2 Aufgaben, bei dem ich nicht weiterkomme.

1)
Man soll Ameisen mittels einer Sammellinse zum explodieren bringen.
(Die Aufgabenstellung ist kein Witz)
Dabei soll die Linse im Abstand von 15cm über die Ameisen gehalten werden, damit ein 10mm großer Brennfleck entsteht.
Gesucht ist die Brennweite f der Linse.

2)
Man soll die Unmöglichkeit der abgestrahlten Leistung einer Fläche A verlustfrei auf einer kleinere Fläche B zu fokussieren erklären.

Meine Ideen:
1)
Ich habe aus der Aufgabe folgendes entnommen. Der Brennfleck sei meine Bildgröße B und der Abstand b.
Jedoch komme ich damit nicht weiter, denn ich wollte mit der Formel
B/G=g/b g ausrechnen um mit der Spiegelformel an die Brennweite zu kommen...

2)
Es ist mir klar, dass dies unmöglich ist, da die Leistung von der Fläche A-B verloren geht.
Nur wie kann ich das in einer Formel darstellen?

Lekkenlu · Anmeldungsdatum: 28.11.2013 Beiträge: 3 Wohnort: Iserlohn

Hallo Grünschnabel,

nette Frage Stellungen. Da lässt der Prof. Dr. Dirk B. grüßen .

Also ich bin mir zwar nicht ganz sicher, aber eine mögliche Antwort auf Frage 2, kannst du nicht in Formeln ausdrücken. Ich denke, dass es nicht möglich ist, da wir davon ausgehen müssten, dass wir keine Verlustwirkungen haben. Und dies würde, wie auch im Skript steht ein Perpetuum Mobile 1 Art geben, was nicht möglich ist, da dies den ersten Hauotsatzt der Thermodynamik verletzten würde Hammer

.

Hast du denn nun eine Antwort auf die erste Fragen mit den explodierenden Ameisen? Die könnte ich nämlich gerade gut gebrauchen!? Hilfe

Gruß
Lekkenlu

Kiith · Gast

Hallo ihr beiden,

ich studiere zwar nicht und Optik ist auch nicht mein absoluten Steckenpferd, aber zumindest Aufgabe 1 sieht gar nicht so knifflig aus. Ist in der Aufgabenstellung denn irgendwas zur Lichtquelle erwähnt? Heißt, lässt man die Ameise quasi unter freiem Himmel bei Sonnenlicht platzen oder etwas in der Art?

In diesem Fall könnte man mit der Abbildungsgleichung

arbeiten und für g den Abstand Sonnenoberfläche-Erdoberfläche einsetzen, um ein ziemlich genaues Ergebnis zu bekommen.

Das wären so meine 2 Cents zur Sache, vielleicht hilft es euch ja.

Gruß

Lekkenlu · Anmeldungsdatum: 28.11.2013 Beiträge: 3 Wohnort: Iserlohn

Hallo Kiith,

der Ansatz mit der Abbildungsgleichung, oder wie wir sie nennen Spiegelformel oder Gaußsche Linsenformel, habe ich auch versucht. Das Problem ist, dass diese Formel für kleine gegenstandsweiten (g) in annahme der paraxialen Näherung gut funktioniert.

Allerdings ist das Problem, dass wir als Lichtquelle die Sonne haben. Da dieser Wert in der Aufgaben nicht gegeben ist, müssen wir annehmen, dass die Sonne unendlich weit weg ist. Somit würden wir für

annehmen.
Dies hätte zur folge für

:

Leider ist das nicht die gewünschte Lösung grübelnd

.

Trotzdem Danke Rock

Kiith · Gast

Naja, ich habe das jetzt so mal durchgerechnet, und im Grunde ist es ja egal, ob man sagt

oder

. Der Term

würde so oder so vernachlässigbar klein werden. Vielleicht liegt darin ja auch gerade die Lösung.
Womöglich hast du aber auch Recht, und ich gehe hier über die Grenzen des mit meinem Denkmodell machbaren hinaus. Strahlenoptik haben wir neulich im Physik Leistungskurs nur ganz kurz angeschnitten, und das letzte Mal "ausführlich" habe ich mich damit in der sechsten Klasse befasst Big Laugh

.

Wie auch immer, ich hoffe ihr kommt noch auf die Lösung. Vielleicht teilt ihr sie ja dann auch gleich hier im Board mit. Prost

Gruß