Versuch 1 Praktikum Optik und Atomphysik Thema „Licht und ...

Berechnung des Brennpunkts und der Brennweite
(Abb. 2c)
Der Lichtstrahl verläuft parallel zur optischen Achse (Strecke CS) und trifft in Punkt A auf
den Hohlspiegel. In diesem Punkt A wird der Strahl nach dem Reflexionsgesetz reflektiert,
wobei die Strecke CA das Lot im Punkt A ist und gleichzeitig der Radius des Hohlspiegels,
da C ja Mittelpunkt ist. Einfalls- und Ausfallswinkel bezeichnen wir als die Winkel α. Da der
Lichtstrahl parallel zur optischen Achse einfällt, ist der eingeschlossene Winkel der
Strecken CA und CS ebenfalls α. Daraus ergibt sich ein gleichschenkeliges Dreieck mit
den Eckpunkten CFA, und somit kann man schlussfolgern, dass die Strecken CF und FA
gleich lang sind. Da beim Hohlspiegel die Strahlen nur nahe der optischen Ebene in den
Brennpunkt gebündelt werden, wird der Winkel α sehr klein und somit das Dreieck sehr
flach. Damit gilt: Strecke CF + Strecke FA ist ungefähr Strecke CA.
Da die Strecken CF und FA gleich lang sind, und die Strecken CA und CS beide den
Radius beschreiben, folgt dass der Brennpunkt F auf der optischen Achse genau in der
Mitte des Radius liegt. Die Brennweite f ist also r/2.
Der Hohlspiegel vergrößert
(Abb. 2d)
Die Punkte P1-3 werden im Hohlspiegel gespiegelt, der
Strahlenverlauf ist eingezeichnet. Die virtuellen Bilder
P’1-3 werden durch die Spiegelung an der konkaven
Oberfläche auseinandergerückt. Beschreiben die
Punkte nun Teile eines Gegenstandes, wäre dieser im
Spiegel vergrößert dargestellt.