Optik
Brennpunkt — parallele Strahlen
Objekt im Brennpunkt: austretende Strahlen sind parallel, das Bild liegt im Unendlichen.
Brennpunkt — parallele Strahlen — interaktive Optik-Simulation. Objekt im Brennpunkt: austretende Strahlen sind parallel, das Bild liegt im Unendlichen. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Brennpunkt
Objekt im Brennpunkt: austretende Strahlen sind parallel und das Bild entsteht im Unendlichen.
Liegt das Objekt genau im Brennpunkt, verlassen gebrochene Strahlen die Linse parallel — das Bild entsteht im Unendlichen. Dieser Grenzfall trennt reelle Bilder (Objekt außerhalb F) von virtuellen (Objekt innerhalb F). Die Preset macht parallel austretende Strahlen im Strahlendiagramm leicht verfolgbar.
- d_o = f → d_i → ∞
- Strahlen verlaufen parallel
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Was passiert mit der Bildentfernung, wenn sich ein Objekt der Brennweite einer Sammellinse von außerhalb nähert?
Vorhersagen zum Abwägen
- Der Bildabstand schrumpft gegen Null.
- Der Bildabstand bleibt in etwa konstant.
- Der Bildabstand wächst unbegrenzt und divergiert bis ins Unendliche, sobald das Objekt den Brennpunkt erreicht.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektabstand d_o (cm)
Was Sie messen:
- Bildabstand d_i (cm)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Fokuspunktvoreinstellung und drücken Sie Zurücksetzen. Die Brennweite des Objektivs ist auf 10 cm festgelegt.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungsanzeige.
- Stellen Sie die Objektentfernung für jeden Versuch ein (Annäherung an die Brennweite von darüber hinaus) und notieren Sie die Bildentfernung.
Maßgebende Gleichung
Gleichung einer dünnen Linse in der Nähe des Brennpunkts — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
Wenn sich die Objektentfernung d_o der Brennweite f nähert, geht der Nenner (d_o − f) in d_i = d_o·f/(d_o − f) gegen Null, wodurch die Bildentfernung ins Unendliche geht – das Bild „entweicht“ zu einem Punkt im Unendlichen.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch d_i = d_o·f/(d_o − f) mit f = 10 cm. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie anhand der Dünnlinsengleichung, warum d_o − f, das sich Null nähert (von der positiven Seite), d_i in Richtung positiver Unendlichkeit schickt.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Wenn das Objekt genau im Brennpunkt sitzt, verlassen die Strahlen die Linse vollkommen parallel – ein Bild „im Unendlichen“. Erklären Sie, warum ein Leuchtturm oder Suchscheinwerfer seine Glühbirne genau im Brennpunkt der Linse (oder des Spiegels) platziert.
- Dieser genaue Aufbau – eine Quelle im Brennpunkt, die parallele Ausgangsstrahlen erzeugt – wird Kollimator genannt und dient zur Erzeugung paralleler Strahlen für Laborinstrumente. Warum benötigen Wissenschaftler für bestimmte Experimente möglicherweise einen Strahl perfekt parallelen Lichts?
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen beim Brennpunkt
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Strahlen verlaufen parallel
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.