Eine Zerstreuungslinse: Immer virtuell, immer reduziert

1 · Vorhersagen

Erzeugt sie jemals ein reelles, vergrößertes Bild, so wie es eine Sammellinse kann? (use sie/er to match the named noun)

• Nein – eine Zerstreuungslinse erzeugt immer ein kleineres, aufrechtes virtuelles Bild, unabhängig von der Objektentfernung.
• Es entsteht ein reales Bild, wenn das Objekt weit genug entfernt ist.
• Es entsteht immer ein reales, vergrößertes Bild.

2 · Aufbauen

1. Öffnen Sie die Preset „Diverging-Virtual“ und drücken Sie „Zurücksetzen“. Die Brennweite des Objektivs ist auf −10 cm festgelegt.
2. Aktivieren Sie die Bildentfernungs- und Vergrößerungsanzeige.
3. Stellen Sie den Objektabstand für jeden Versuch ein und notieren Sie den Bildabstand und die Vergrößerung.

3 · Daten sammeln

Tragen Sie für Ihre drei Versuche die Vergrößerung m (y-Achse) gegen den Objektabstand d_o (x-Achse) auf. Übersteigt m jemals 1?

4 · Auswerten

1. Berechnen Sie für einen Versuch d_i aus 1/f = 1/d_o + 1/d_i mit f = −10 cm, dann m = −d_i/d_o. Vergleichen Sie beides mit der Tabelle.
2. Erklären Sie, warum, egal wie groß d_o wird, d_i negativ (virtuell) und m positiv und kleiner als 1 für eine Zerstreuungslinse bleibt – im Gegensatz zum Verhalten einer Sammellinse im Konvergenz-Real-Experiment.

5 · Vertiefen

1. Ein Türspion verwendet eine Zerstreuungslinse (oder ein ähnliches Weitwinkeldesign), um ein verkleinertes, weites Sichtfeldbild der Person zu zeigen, die sich draußen aufhält. Erklären Sie, warum ein verkleinertes Bild genau das ist, was Sie für den Zweck eines Gucklochs benötigen.
2. Wie nähert sich d_i an, wenn d_o sehr groß wird (das Objekt ist sehr weit entfernt)? Vergleichen Sie ihn mit der Brennweite der Linse und erklären Sie physikalisch, warum sich das virtuelle Bild einer Zerstreuungslinse niemals über ihren eigenen Brennpunkt hinaus bewegen kann.

Die Physik hinter diesem Experiment

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