Versuchsanleitung O1 - Lochkamera, Brennweite von Linsen

Aufgabe:

  1. Überprüfe an einer selbst gefertigten Lochkamera ihr Abbildungsgesetz

  2. Bestimme die Brennweiten dreier verschiedener Linsen.


Vorbetrachtungen:

  1. Informiere Dich umfassend über die Besonderheiten beim Bau einer Lochkamera anhand des Phy-Lehrbuches und im Internet unter www.die-lochkamera.de.

  2. Baue Dir eine Lochkamera, deren 8 x 8 cm großer, sichtbarer Bild schirm aus Transparentpapier besteht. Für die Seitenwände kann durchaus stabile Pappe Verwendung finden.

  3. Bestimme mit Hilfe des Strahlensatzes eine Gleichung, mit der sich die Größe g in Abb. 2, S. 13 des Phy-LB berechnen lässt.

  4. Wodurch unterscheiden sich Sammel - von Zerstreuungslinsen? In welchen Geräten werden solche Linsen verwendet?

  5. Berechne für eine Sammellinse die Brennweite, wenn der Gegenstand 45 cm und das Bild 13 cm jeweils von der Mittelebene der Linse entfernt sind.


Geräte und Hilfsmittel:

Baumaterialien für die Lochkamera:

Lampe, Trafo, Verbindungskabel, optische Bank, Linsen, Schirm, Lineal (Messband), Kondensor, Klemmschieber


Versuchsanordnung:

  1. Lochkamera - Abbildungsgesetz

  2. Brennweite von Linsen


Arbeitsanweisungen:

  1. Suche für die Arbeit mit der Lochkamera ein geeignetes Objekt (zwei nebeneinander stehende Kerzen), dessen Bild vollständig auf dem Schirm zu erkennen ist und messe notwendige Größen (b, g, B, G) jeweils 4 mal. (bei stets gleicher Bildweite und Gegenstandsgröße)

  2. Überprüfe damit die Gültigkeit des Abbildungsgesetzes für alle 4 Messungen.

  3. Stelle die Messwertpaare ( g | B ) in einem Diagramm dar (ähnlich wie ein x-y-Koord.- system). Welcher Zusammenhang zwischen g und B müsste eintreten? Welcher Zusammenhang zwischen g und B lässt sich aus dem Experiment feststellen?

  4. Baue die Anordnung 2 auf. Ordne Lampe, Kondensor und weißen Schirm auf der optischen Bank so an, dass ein paralleler Lichtstrahl entsteht (Siehe Maßangaben oben). Befestige dann Linse 1 auf einem Klemmschieber zwischen Kondensor und Schirm. Verschiebe den Klemmschieber so, dass auf dem Schirm ein scharfes Bild entsteht. Der Abstand zwischen Linse und Schirm entspricht der Brennweite f der untersuchten Linse. Wieso?

  5. Wiederhole den Versuch für Linse 2 und Linse 3.

  6. Bestätige Deine Ergebnisse der Brennweiten durch einen weiteren Versuch, so wie er auf dem folgendem Arbeitsblatt beschrieben ist. (Quelle: David Auer (2005): Physikalische Freihandversuche aus Optik (Diplomarbeit). TU Graz, Naturwissenschaftliche Fakultät)


    Hier ist das Arbeitsblatt (doc)



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