Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03565.jsonl.gz/1202

Titel
Linse,
[* 1] ein durchsichtiges Glasstück, an welches zwei kugelförmig gekrümmte Flächen (oder eine kugelförmige und eine ebene Fläche) angeschliffen sind. Von der Fläche gesehen, erscheint ein solches Glasstück kreisrund; in der Mitte durchschnitten, würde es eine der in [* 1] Fig. 1 dargestellten Formen zeigen. Konvex (erhaben oder gewölbt) heißen solche Linsen, deren Dicke von der Mitte nach dem Rand hin abnimmt;
unter ihnen hat die doppeltgewölbte oder bikonvexe (A, [* 1] Fig. 1) in der That die Gestalt des Samens, von welchem diese Gläser ihren Namen erhielten;
die plankonvexe
Linse (B) ist auf der einen Seite gewölbt, auf der andern Seite flach;
die konkavkonvexe (C) ist einerseits gewölbt, anderseits, jedoch weniger stark, hohl geschliffen.
Die konkaven oder Hohl
linsen sind in der Mitte dünner als am
Rand und umfassen ebenfalls drei
Formen: die doppelthohle oder bikonkave (D), die plankonkave (E) und die konvexkonkave (F)
Linse. Jede gerade
Linie (MM,
NN,
[* 1]
Fig. 2), welche durch die Mitte O (den optischen
Mittelpunkt) einer
Linse geht,
heißt eine
Achse derselben, und unter ihnen diejenige (AA), welche zu den beiden
Flächen der
Linse senkrecht steht, die Hauptachse.
Ein Lichtstrahl, welcher durch die Mitte O geht, erleidet keine Ablenkung,
weil er den beiden
Linsenflächen an
Stellen begegnet,
wo sie miteinander parallel sind; er durchläuft die
Linse längs einer
Achse und wird deswegen Achsenstrahl
genannt. Jeder andre
Strahl schlägt jenseits eine andre
Richtung ein als diesseits, er wird durch die
Linse abgelenkt und zwar
in demselben
Maße stärker, als die
Stelle, wo er die
Linse durchdringt, weiter
[* 1]
^[Abb.: Fig. 1.
Linsenformen.]
[* 1]
^[Abb.: Fig. 2.
Achsen einer
Linse.]
¶
mehr
von der Mitte der
Linse entfernt ist. Ihm gegenüber verhält sich die
Linse nämlich wie ein keilförmiges
Glas
[* 3] (Prisma,
[* 4] s. d.), dessen Winkel,
[* 5] und daher auch seine ablenkende Wirkung, nach dem Rande der
Linse hin immer größer wird. Bei
den konvexen Linsen ist der Winkel des Keils von der Hauptachse abgewendet, bei den konkaven ihr zugewendet;
da nun ein keilförmiges Glasstück einen Lichtstrahl stets von seiner Schneide weg nach dem dickern Teil hin bricht, so werden
durch jene die Strahlen nach der Hauptachse zu-, durch diese von der Hauptachse weggelenkt.
Läßt man auf eine bikonvexe Linse. (AB, [* 2] Fig. 3) ein Bündel paralleler Sonnenstrahlen fallen, so werden dieselben so gebrochen, daß sie alle durch einen und denselben jenseits auf der Achse gelegenen Punkt F hindurchgehen, weil jeder Strahl, je weiter von der Mitte er auf die Linse trifft, um so stärker zur Achse gelenkt wird. Hält man ein Blatt [* 6] Papier an diesen Punkt, so erscheint er auf demselben als heller Fleck, in welchem nicht nur die erleuchtende, sondern auch die erwärmende Wirkung der auf der Linse aufgefangenen Sonnenstrahlen gesammelt ist; das Papier wird daher bald an dieser Stelle so heiß, daß es sich entzündet und verbrennt.
Aus diesem Grund nennt man den Punkt F den Brennpunkt (Focus) der und die Linse selbst ein Brennglas. Fällt das parallele Strahlenbündel von der ändern Seite her auf die Linse, so erfahren seine Strahlen genau dieselben Ablenkungen und vereinigen sich diesseits in demselben Abstand von der eine Linse besitzt daher auf jeder Achse zwei Brennpunkte, welche diesseits und jenseits um die gleiche Strecke, welche man Brennweite nennt, von ihr abstehen. Lichtstrahlen, welche von einem Brennpunkt ausgehen, laufen jenseits mit der zugehörigen Achse parallel [* 2] (Fig. 4).
Kennt man die Brennweite einer Linse, so ist dadurch auch die Ablenkung bekannt, welche jeder vom Brennpunkt auf eine Stelle der Linse fallende Strahl daselbst erleidet; an derselben Stelle erfährt aber jeder andre Strahl, aus welcher Richtung er auch kommen mag, die nämliche Ablenkung (vorausgesetzt, daß seine Richtung nicht zu sehr von derjenigen der Hauptachse abweicht). Befindet sich z. B. ein leuchtender Punkt in R [* 2] (Fig. 5) um mehr als die Brennweite von der Linse entfernt, so erleidet der nach dem Rande der Linse gehende Strahl RA die nämliche Ablenkung, welche der vom Brennpunkt F auf dieselbe Stelle A treffende Strahl FA erleiden würde; seine durch den Winkel RAS ausgedrückte Richtungsänderung ist daher gleich dem Winkel FAN, und er begegnet jenseits dem ohne Ablenkung durchgehenden Achsenstrahl RS in dem Punkt S. In diesem Punkt S müssen sich alle von R aus auf die Linse treffenden Strahlen vereinigen, weil jeder in demselben Maße stärker der Achse zugelenkt wird, je weiter von der Mitte er auf die Linse trifft.
Bringt man ein Blatt Papier an diesen Punkt, so sieht man auf demselben an der Stelle S einen hellen Punkt als Bild des Lichtpunktes R. Ein solches Bild, welches durch das Zusammenlaufen der Lichtstrahlen entsteht und auf einem Schirm aufgefangen werden kann, nennt man ein wirkliches oder reelles Bild. Versetzen wir den Lichtpunkt nach S, so müssen seine Strahlen, weil sie an denselben Stellen der Linse genau ebenso stark abgelenkt werden wie vorhin, in dem Punkt R zusammenlaufen, wo vorher der Lichtpunkt war.
Die Punkte R und S gehören daher in der Weise zusammen, daß der eine als Bild erscheint, wenn der andre Lichtquelle ist; man bezeichnet sie daher als zusammengehörig oder »zu einander konjugiert«. Wenn der eine um mehr als die doppelte Brennweite von der Linse absteht, so ist der andre jenseits um weniger als das Doppelte, aber um mehr als die einfache Brennweite von ihr entfernt, und wenn ein Lichtpunkt genau um die doppelte Brennweite von der Linse absteht, so befindet sich auch sein Bild jenseits in der doppelten Brennweite.
Befindet sich der Lichtpunkt T [* 2] (Fig. 6) zwischen dem Brennpunkt F und der Linse. AB, so reicht ihr Ablenkungsvermögen nicht mehr hin, die stark auseinander laufenden Strahlen (TA, TB) zusammenlaufend oder auch nur gleichlaufend zu machen; sie vermag nur ihr Auseinanderlaufen zu vermindern. Eine Vereinigung der gebrochenen Strahlen jenseit der Linse findet also nicht statt; sie gehen vielmehr derart auseinander, daß sie von einem Punkt V der Achse herzukommen scheinen, welcher auf derselben Seite der Linse liegt wie der Lichtpunkt, aber weiter als dieser von ihr absteht. Ein von jenseits durch die Linse blickendes Auge [* 7] sieht also statt des Lichtpunktes T einen wei-
[* 2] ^[Abb.: Fig. 3. Brennpunkt einer konvexen Linse.]
^[Abb.: Fig. 4. Austritt paralleler Strahlen aus einer bikonvexen Linse.]
[* 2] ^[Abb.: Fig. 5. Konjugierte Punkte. (Reeller Bildpunkt.)]
[* 2] ^[Abb.: Fig. 6. Konjugierte Punkte. (Virtueller Bildpunkt.)] ¶
mehr
ter entfernten Lichtpunkt V als Bild desselben. Ein solches Bild, welches auseinander fahrende Strahlen für unser Auge gleichsam in sich tragen, indem sie, rückwärts verlängert gedacht, in einem Punkt sich schneiden, der uns als ihr Ausgangspunkt erscheint, heißt ein scheinbares oder virtuelles Bild. Würde umgekehrt von rechts her [* 8] (Fig. 6) ein zusammenlaufendes Strahlenbündel auf die Linse fallen, welches nach dem Punkt V hinzielt, so bewirkt die Linse, daß die Strahlen noch stärker zusammengehen und in dem Punkte T sich vereinigen; zu dem Punkt V, welchen man als »virtuellen« Lichtpunkt auffassen kann, gehört sonach der Punkt T als reelles Bild.
Die beiden Punkte T und V sind also auch in diesem Fall derart zusammengehörig (konjugiert), daß der eine das Bild des andern ist. Die Lage zusammengehöriger Punkte läßt sich in einer Zeichnung, wie [* 8] Fig. 5 und 6, sehr leicht ermitteln, wenn man den Winkel FAN [* 8] (Fig. 5), welcher die Ablenkung darstellt, die der vom Brennpunkt kommende und somit auch jeder andre Strahl am Rand A der Linse erfährt, aus einem Kartenblatt ausschneidet, ihn mit seiner Spitze auf den Punkt A legt und um diesen Punkt dreht; die Schenkel des Winkels schneiden dann jede Achse in zwei zusammengehörigen Punkten, deren einer das Bild des andern ist.
Indem die Linse die von jedem Punkt (a, [* 8] Fig. 7) eines leuchtenden oder beleuchteten Gegenstandes (ab) auf sie treffenden Strahlen in einem Punkt A der zugehörigen Achse aOA vereinigt, entwirft sie ein Bild (AB) des Gegenstandes, welches in Gestalt, Färbung und Schattierung den Gegenstand aufs treueste nachahmt, dessen Größe aber zu derjenigen des Gegenstandes sich verhält wie die entsprechenden Entfernungen von der Linse. Ist der Gegenstand um mehr als die Brennweite von der Linse entfernt, so entsteht das Bild jenseit der Linse durch wirkliche Vereinigung der von jedem Punkte des Gegenstandes ausgehenden Lichtstrahlen; es kann daher auf einem Schirm aufgefangen werden und hat die umgekehrte Lage wie der Gegenstand. Wenn der Gegenstand (ab, [* 8] Fig. 7) diesseits um weniger als die doppelte Brennweite von der Linse absteht, so erscheint sein Bild jenseits umgekehrt und vergrößert außerhalb der doppelten Brennweite; bringt man z. B. an die Stelle ab ein gut beleuchtetes kleines Glasgemälde in umgekehrter Lage, so bildet sich dasselbe auf einem bei AB aufgestellten Schirm in aufrechter Stellung vergrößert ab (Laterna magica, [* 9] s. d.). Befindet sich aber der Gegenstand bei B A um mehr als die doppelte Brennweite von der Linse entfernt, so entwirft diese jenseits ein umgekehrtes verkleinertes Bild (ab). Um diese zierlichen Bilder ungestört von fremdem Licht [* 10] zu entwerfen, bedient sich der Photograph eines innen geschwärzten Kastens (Camera obscura, [* 11] s. d.), in welchen vorn die Linse O, hinten bei ab ein Schieber von mattem Glas eingesetzt ist; stellt sich auf diesem das Bild in gewünschter Schärfe dar, so bringt er an seine Stelle eine mit einem lichtempfindlichen Stoff überzogene Glasplatte, auf welcher nun das Bild festgehalten und sodann beliebig oft auf Papier übertragen werden kann (Photographie, s. d.).
Wenn ein Gegenstand (AB, [* 8] Fig. 8) um weniger als die Brennweite von der Linse entfernt ist, so werden die von einem seiner Punkte (A) ausgehenden Strahlen nicht mehr in einem jenseitigen Punkt gesammelt, sondern sie treten so aus der Linse, als ob sie von einem diesseitigen Punkt a herkämen, der weiter von der Linse absteht als der Punkt A. Ein von jenseits durch die Linse blickendes Auge sieht daher statt des kleinen Gegenstandes AB dessen vergrößertes »scheinbares« Bild ab, welches in Beziehung auf den Gegenstand aufrecht steht. Wegen dieser allbekannten Wirkung heißen die konvexen Linsen auch Vergrößerungsgläser. Eine Linse, welche besonders zu dem Zweck bestimmt ist, kleine nahe Gegenstände vergrößert zu zeigen, wird Lupe [* 12] genannt.
Die Hohllinsen wirken gerade entgegengesetzt wie die gewölbten, sie lenken die Strahlen von der Achse weg und zwar um so mehr, je weiter von der Mitte der Linse der Strahl auffällt. Läßt man ein Bündel paralleler Sonnenstrahlen auf eine solche Linse (Fig. 9) fallen, so treten die Strahlen jenseits derart auseinander, daß sie von einem diesseits auf der zugehörigen Achse gelegenen Punkt F auszugehen scheinen, welchen man als scheinbaren oder virtuellen Brennpunkt (Zerstreuungspunkt) bezeichnen kann. Jede Hohllinse besitzt auf jeder Achse zwei solche Brennpunkte, welche diesseits und jenseits gleichweit von ihr entfernt sind und für sie dieselbe Bedeutung haben wie die »reellen« Brennpunkte für eine konvexe Linse. Die Brennweite ist nämlich auch hier maßgebend für die Ablenkung, welche die Lichtstrahlen an jedem Punkte der Hohllinse von der Achse weg erleiden.
Strahlen, welche von einem Punkt A [* 8] (Fig. 10) eines Gegenstandes auf eine Hohllinse treffen, werden durch dieselbe so gebrochen, als kämen sie von dem auf derselben Seite der Linse näher gelegenen
[* 8] ^[Abb.: Fig. 7. Entstehung eines reellen Bildes.]
[* 8] ^[Abb.: Fig. 8. Virtuelles Bild durch eine konvexe Linse.]
^[Abb.: Fig. 9. Virtueller Brennpunkt einer konkaven Linse.]
[* 8] ^[Abb.: Fig. 10. Virtuelles Bild durch eine konkave Linse.] ¶