Geometrische Optik

HTI Biel - Mikrotechnik Geometrische Optik - 2 / 27
Inhaltsverzeichnis
1. Licht ......................................................................... 4
1.1. Grundbegriffe .............................................................. 4
1.2. Entwicklung der Lichtmodelle ................................................. 4
1.3. Brechindex ................................................................ 5
1.4. Optische Weglänge.......................................................... 6
1.5. Fermatsches Prinzip ......................................................... 6
1.6. Umkehrprinzip des Lichtes ................................................... 6
1.7. Optische Abbildung ......................................................... 6
1.7.1. Lochkamera .......................................................... 6
1.7.2. Reeller Gegenstand - Reelles Bild ......................................... 7
1.7.3. Virtueller Gegenstand - Virtuelles Bild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2. Reflexion ...................................................................... 8
2.1. Reflexionsgesetz............................................................ 8
2.2. Der Spiegel................................................................ 8
2.3. Bildkonstruktion............................................................ 8
2.3.1. Ebener Spiegel ........................................................ 8
2.3.2. Sphärischer Spiegel .................................................... 9
2.3.3. Parabolischer Spiegel.................................................. 11
3. Brechung (Refraktion) .......................................................... 12
3.1. Brechungsgesetz........................................................... 12
3.2. Totalreflexion ............................................................. 12
3.3. Planparallele Schichten ..................................................... 13
3.3.1. Brechung an einer planparallelen Schicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3.2. Mehrere planparallele Schichten ......................................... 13
3.4. Brechung am Prisma ....................................................... 14
3.4.1. Strahlenverlauf im Prisma .............................................. 14
3.4.2. Minimale Ablenkung � .............................................. 15
min
3.4.3. Frauenhofersche Gleichung ............................................. 15
3.4.4. Dispersion verursacht durch das Prisma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.6. Relative Dispersion ................................................... 16
3.5. Brechung an der Kugelfläche ................................................. 16
3.5.1. Abbildung eines Punktes ............................................... 16
3.5.2. Brennpunkte an der Kugelfläche ......................................... 16
3.5.3. Abbildungsmasstab ................................................... 17
3.5.4. Vorzeichenkonvention................................................. 17
3.5.5. Abbildung eines "grossen" Gegenstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6. Linsen ................................................................... 18
3.6.1. Linsenformen ........................................................ 18
3.6.2. Dünne Linsen........................................................ 19
3.7. System dünner Linsen ...................................................... 22
3.7.1. Gesamtbrennweite .................................................... 22
3.7.2. Zwischenbild ........................................................ 22
4. Optische Instrumente .......................................................... 23
4.1. Das Auge ................................................................ 23
© C. Meier / L. Müller, Dozenten für Physik BFH / HTI Biel [V 3.0]