Opernglas

Dr. Bruno Baer · Gast

Meine Frage:

Liebe Physiker-Gemeinschaft,

ich bereite mich auf eine anstehende Auswahlprüfung vor. In diesem Zusammenhang stieß ich auf eine physikalische Frage aus dem Bereich der Optik. Leider bin ich nicht im Stande, diese Frage zu beantworten, sodass ich mich nun an Euch wende.

Anbei findet Ihr eine Verknüpfung zu einer Bildschirmaufnahme, auf welcher die Aufgabe zu sehen ist. Könntet Ihr einmal darüber schauen und mir erklären, welche Antwort richtig ist und insbesondere warum. Welche Linse wird benötigt? Eine Sammellinse, eine Zerstreuungslinse oder beide? Ich bedanke mich im Voraus.

Hier die Verknüpfung: https://gyazo.com/566989989e8dca94dc895b39ca7b5816

Mit freundlichen Grüßen
Bruno

Meine Ideen:
Da die Auswahlprüfung bereits am Freitag ist, bitte ich um eine schnelle Antwort. Obwohl ich mich noch einmal mit den Grundlagen der Optik beschäftigt habe, weiß ich diese Frage nicht zu beantworten.

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

A ist wohl gemeint, Bruno.

Dr. Bruno Baer · Gast

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Man stellt sich das so vor:
Von einem Gegenstandspunkt gehen die Lichtstrahlen (des reflektierten Lichts) in viele Richtungen auseinander.
Die Sammellinse nimmt davon einen Teil der Strahlen auf und 'sammelt' sie in dem Bildpunkt (das Bild entsteht verkehrt herum).
Am einleuchtensten finde ich die Darstellung mit den drei Strahlen:
1. ein gerader Strahl vom Gegenstandspunkt durch die Mitte der Linse bis zum Bildpunkt,
2. einer waagrecht bis zur Linsensymmetrieebene und abgeknickt durch den fernen Brennpunkt (trifft sich mit dem Mittelstrahl im Bildpunkt) und
3. zur Kontrolle einen Strahl durch den nahen Brennpunkt und ab der Linsensymmetrieebene waagrecht weiter bis zum Bildpunkt geht.

Beim Spezialfall des Opernguckers ist außer der Sammellinse (Hauptsache) noch eine Zerstreuungslinse (als Okular) eingebaut. Das hat den Vorteil, dass das Bild (am Augenhintergrund nach der Sammellinse des Auges) nicht verkehrt herum entsteht und dass das 'Fernrohr' deutlich kürzer ist als eines mit zwei Sammellinsen.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5866

Die Darstellung zur Aufgabe finde ich nicht ideal, denn anders als es diese suggeriert, steht das Bild auf dem Schirm nach einer Sammellinse auf dem Kopf - wie ja schon isi1 schrieb.

Noch als Ergänzung, weshalb es keine Zerstreuungslinse sein kann: eine Zerstreuungslinse erzeugt ein sg. virtuelles, kein reelles Bild. Das heisst, dass die Lichtstrahlen nur scheinbar von einem Punkt ausgehen (bei der Zerstreuungslinse auf der Gegenstandsseite), nicht jedoch tatsächlich in einem Punkt zusammenlaufen. Würde man am Ort eines virtuellen Bildes einen Schirm aufstellen, würde man nichts sehen.

Bei der Kombination Sammellinse plus Streulinse würde ein reelles Bild entstehen, falls die Streulinse vor dem Brennpunkt der Sammellinse steht und ihre Brechkraft betragsmässig geringer ist als diejenige der Sammellinse - anders als im Fall eines Opernglases oder Galilei-Fernrohrs.