Licht und geometrische Optik

25.11: Optische Instrumente 18
25.11 Optische Instrumente
Über die Kombination von Linsen und optische Instrumente werde ich auch sehr wenig
erzählen. Die Prinzipien der Konstruktion habe ich erläutert. Wenn Sie die Prinzipien
verstanden haben, ist es nicht schwierig, die Funktionsweise der verschiedenen Instrumente
zu verstehen.
Wenn man zwei oder mehrere Linsen hintereinander auf derselben Achse hat, lässt sich
das von ihnen erzeugte Bild folgendermaßen konstruieren. Man ermittelt zunächst das
von der ersten Linse entworfene Bild. Dann bestimmt man die Gegenstandsweite für die
Abbildung durch die zweite Linse. Den Gegenstand, den sie abbildet, ist das von der ersten
Linse herrührende Bild. Es spielt keine Rolle, ob das Bild virtuell oder reell ist und auch
nicht, ob es überhaupt erzeugt wird.
25.11.1 Das Auge
Das Auge ist auf der einen Seite ein sehr einfaches Instrument, weil es aus nur eine Linse
besteht. Auf der anderen Seite ist die Brennweite der Linse variabel, damit Gegenstände
aus unterschiedlichen Entfernungen in einer Ebene fokussiert werden können.
⇒ Transparency Das Auge (auge1.jpg)
Der minimale Abstand, bei dem ein Gegenstand noch scharf wahrgenommen werden kann,
heißt Nahpunkt. Der Abstand zwischen Nahpunkt und Auge, die so genannte deutliche
Sehweite, ist von Person zu Person verschieden und ändert sich auch mit dem Alter. Bei
Kindern kann der Nahpunkt etwa 10 cm vor dem Auge liegen, während er im Alter von
60 Jahren beispielsweise 200 cm betragen kann. Als Standardwert gilt eine Entfernung von
25 cm.
Ein Auge ist weitsichtig, wenn nur weiter entfernte Gegenstände scharf gesehen werden.
⇒ Transparency Ein weitsichtiges Auge (auge2.fig)
Licht von nahen Gegenständen durch die Linse wird hinter der Netzhaut fokussiert, so
dass das Bild unscharf erscheint. Die Weitsichtigkeit lässt sich durch eine Sammellinse
korrigieren. Ein Auge ist kurzsichtig, wenn nur nahe Gegenstände scharf gesehen werden.
⇒ Transparency Ein kurzsichtiges Auge (auge2.fig)
Das vom Gegenstand ausgehende Licht wird vor der Netzhaut fokussiert. Die Kurzsichtigkeit
lässt sich durch eine Zerstreuungslinse korrigieren.
Die Größe in der uns ein Gegenstand erscheint ist durch die Größe des Bildes auf der
Netzhaut bestimmt.
⇒ Transparency Bildgröße auf der Netzhaut bei verschiedenen Entfernungen (auge3.fig)
Licht und geometrische Optik Lecture 34, 17/07/2002