Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

156 Experimentalphysik 1 für Biologen & Chemiker
V22 Moderne Physik
Wiederholung
• Wir hatten exemplarisch einige Linsenfehler kennen gelernt, die auch
Aberrationen genannt werden.
• Die sphärische Aberration bei kugelförmigen Linsen zur Unschärfe, da
sich achsennahe und achsenferne Strahlen in unterschiedlichen
Brennpunkten treffen.
• Bei der chromatischen Aberration sind die Bilder von Farbringen gesäumt,
da Linsen für die einzelnen Wellenlängen unterschiedliche
Brechungsindizes haben.
• Andere Fehler, wie z.B. das Koma, Astigmatismus und Bildfeldwölbungen
sind auf Unregelmäßigkeiten in der Linsenform oder extremem
Strahlenverlauf zurückzuführen.
• Diese Fehler treten auch im Auge auf und lassen sich durch zusätzliche
Linsen, also Brillengläser oder Kontaktlinsen, korrigieren.
• Um die Bildänderungen, die eine Linse hervorruft, lassen sich auch
quantifizieren. So ist z.B. der Vergrößerungsfaktor einer Lupe definiert als
der Tangens des Sehwinkels mit Instrument durch den Tangens des
maximalen Sehwinkels ohne Instrument, was sich auch als Quotient
zwischen deutlicher Sehweite und Brennweite f der Lupe zum Ausdruck
bringen lässt.
• Werden mehrere Linsen hintereinander angeordnet, lassen sich neue
Vergrößerungseigenschaften erzielen: Sind eine große gegenstandsnahe
Linse mit langer Brennweite und eine Lupe im Abstand der beiden
Brennweiten zueinander angeordnet, hat man ein Fernglas gebaut. Ist die
gegenstandsnahe Linse, das sog. Objektiv, dagegen klein und
kurzbrennweitig, und sind Objektiv und Okular = Lupe im Abstand der
beiden Brennweiten + einer Tubuslänge t zueinander angeordnet, dann
handelt es sich um ein Mikroskop.
6.4 Temperaturstrahlung
Ein Körper tauscht auch dann Wärme mit seiner
Umgebung aus, wenn er sich in einem
evakuierten Raum befindet, wenn also die
Wärmeleitung über Materiekontakt (Festkörper,
Flüssigkeiten oder Gase) ausgeschlossen ist.
Dies geschieht durch Temperaturstrahlung.
Lebewesen strahlen z.B. nur im (für unser Auge
unsichtbaren) Infrarot-Wellenlängenbereich.
Thermographie eines Jungen und seines Hundes. Je heller der
Farbton, desto höher ist die Temperatur. Deutlich lässt sich die
kalte Hundenase erkennen. Quelle: Tipler S. 552
Das Emissionsvermögen E eines Körpers ist definiert als die pro Einheitsfläche
A abgestrahlte Leistung (Arbeit pro Zeit pro (Einheits-)Fläche):
E
=
abgestrahlte Leistung P
Fläche A