Brennweite
Linsen | Spiegel
Basiswissen
Eine Brennweite gibt es für Parabolspiegel (auch Antennen) sowie auch Linsen. Das Wort Brennweite alleine meint meistens die Brennweite einer Linse. Das wird hier behandelt. Für die Brennweite eines Parabolspiegels, siehe unter Parabelbrennweite ↗
Was ist die Brennweite anschaulich?
Der Abstand f einer Lupe (Sammellinse) zum heißesten Punkt: die Lupe führt parallel einfallende Lichtstrahlen auf der anderen Linsenseite in einem Punkt zusammen. Dadurch wird die Wärme des einfallenden Lichtes gebündelt. Bei Sonnenlicht wird dieser Punkt oft heiß genug, um im Brennpunkt ein Feuer zu entzünden.
Definition für dünne Linsen
- Die Definition gilt für dünne bikonvexe Sammellinsen (Lupen):
- Eine bikonvenxe Linse hat eine Mittellinie bzw. Symmetrieachse.
- Das ist die Linie von der einen Spitze bis zur anderen Spitze.
- Die Mitte dieser Linie ist auch die Mitte der Lupe (Sammellinse).
- Man stellt die Lupe gedanklich senkrecht, also die Spitzen oben und unten.
- Eine waagrechte Linie durch die Mitte der Lupe heißt dann: optische Achse.
- Nun denkt man sich mehrere Lichtstrahlen parallel zur optischen Achse.
- Sie treffen von einer Seite aus kommend auf die Sammellinse.
- Auf der anderen Seite werden sie sich immer im Brennpunkt B treffen.
- Der Abstand des Brennpunktes B zur Mitte der Lupe ist die Brennweite f.
Ist die Brennweite unter Wasser eine andere?
- Ja und zwar immer eine größere:
- Die Brennweite hängt nicht nur vom Material der Lupe und dem Material ab.
- Die Brennweite hängt auch noch vom umgebenden Medium ab.
- Zur Herleitung, siehe unter Snelliussches Gesetz ↗
Welche Formeln spielen eine Rolle?
- Als Bedingung für eine scharfe Abbildung: 1/f = 1/b + 1/g Linsenformel ↗
- Zur rechnerischen Herleitung der Brennweite Snelliussches Gesetz ↗
Wie wird die Brennweite abgekürzt?
- Die Brennweite wird oft mit einem kleinen f abgekürzt.
- Man kann zum Beispiel schreiben: f = 20 cm
- (vom lateinischen Fokus)
Was besagt die Brennweite bei Lupen?
- Je kleiner die Brennweite, desto stärker die Vergrößerung.
- Man beachte: unter Wasser haben Lupen eine andere Brennweite als an Luft.
- Unter Wasser ist die Brennweite größer und der Vergrößerungseffekt kleiner.
- Siehe auch unter Lupe ↗
Wie bestimmt man die Brennweite praktisch?
- Man hält die Lupe in die Sonne.
- Man verändert die Lage der Lupe so lange, ...
- bis man auf einem Untergrund einen kleinen sehr hellen Punkt erkennt.
- Dabei soll die Lupe senkrecht zum einfallenden Licht gehalten werden.
- Der Abstand der Lupe zu dem kleinen hellen Punkt ist die Brennweite f.
- Achtung: der Punkt kann sehr heiß werden und ein Feuer entfachen.
Wie kann man die Brennweite noch bestimmen?
- Kauft man eine Lupe, ist die Brennweite oft eine Herstellerangabe.
- Bei manchen Lupen steht sie zum Beispiel auch mit auf dem Griff.
- Bei Brillengläsern (auch oft Lupen) sind oft Dioptrien angegeben.
- Der Kehrwert der Dioptrien ist wiederum die Brennweite f.
Was sind Dioptrien bei Brillen?
- Der Kehrwert der Brennweite heißt Brechkraft (oder Brechwert).
- Die Brechkraft wird in Dioptrien angegeben.
- Der Kehrwert der Dioptrien-Zahl ist die Brennweite.
- Bei Brillengläsern findet man oft Dioptrien.
- Eine Brille mit 1,5 Dioptrien hätte als Brennwert
- 1/1,5 oder etwa 0,67 Meter.
- Mehr unter Dioptrien ↗
