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Gesetz der Abbildung durch eine konvexe Linse
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Time: Oct 08,2021
In der Optik nennt man das Bild, das durch die Konvergenz tatsächlichen Lichts entsteht, reales Bild; ansonsten spricht man von einem virtuellen Bild. Erfahrene Physiklehrer erwähnen häufig eine solche Unterscheidungsmethode, wenn sie den Unterschied zwischen realem und virtuellem Bild erklären: «Das reale Bild ist auf dem Kopf stehend, während das virtuelle Bild aufrecht ist.» Die sogenannten Begriffe «aufrecht» und «auf dem Kopf stehend» beziehen sich natürlich auf das Originalbild.
Die drei Arten virtueller Bilder, die von ebenen Spiegeln, konvexen Spiegeln und konkaven Linsen entstehen, sind alle aufrecht; die realen Bilder, die von konkaven Spiegeln und konvexen Linsen sowie die durch Blendenabbildung entstehenden realen Bilder, sind alle kopfüber. Natürlich können auch der konkave Spiegel und die konvexe Linse virtuelle Bilder erzeugen, und die beiden von ihnen gebildeten virtuellen Bilder befinden sich ebenfalls in aufrechter Lage.
Also, ist das von den menschlichen Augen gebildete Bild ein reales oder ein virtuelles Bild? Wir wissen, dass die Struktur des menschlichen Auges einer konvexen Linse entspricht; daher ist das Bild, das von externen Objekten auf der Netzhaut entsteht, ein reales Bild. Gemäß den oben genannten Erfahrungsgesetzen scheint das Bild auf der Netzhaut jedoch auf dem Kopf zu stehen. Doch alle Objekte, die wir gewöhnlich sehen, erscheinen uns klar aufrecht? Dieser Widerspruch zum «Gesetz der Erfahrung» hängt tatsächlich mit der Anpassung der Großhirnrinde und dem Einfluss lebenslanger Erfahrungen zusammen.
Wenn der Abstand zwischen dem Objekt und der konvexen Linse größer ist als die Brennweite der Linse, entsteht aus dem Objekt ein umgekehrtes Bild. Wenn sich das Objekt von weitem der Linse nähert, wird das Bild allmählich größer, und der Abstand zwischen Bild und Linse wird ebenfalls allmählich größer. Wenn der Abstand zwischen Objekt und Linse kleiner ist als die Brennweite, entsteht aus dem Objekt ein vergrößertes Bild. Dieses Bild ist nicht der Konvergenzpunkt des tatsächlichen gebrochenen Lichts, sondern der Schnittpunkt ihrer rückwärts verlängerten Strahlen; es kann von einem Lichtschirm nicht aufgefangen werden. Es handelt sich also um ein virtuelles Bild. Es lässt sich mit dem virtuellen Bild vergleichen, das von einem ebenen Spiegel entsteht (das ebenfalls nicht von einem Lichtschirm aufgefangen, sondern nur mit den Augen sichtbar ist).
Wenn der Abstand zwischen dem Objekt und der Linse größer als die Brennweite ist, entsteht aus dem Objekt ein auf den Kopf gestelltes Bild. Dieses Bild entsteht, indem das Licht einer Kerze durch die konvexe Linse auf die konvexe Linse projiziert wird. Wenn der Abstand zwischen dem Objekt und der Linse kleiner als die Brennweite ist, entsteht aus dem Objekt ein aufrechtes virtuelles Bild.
Schlüsselwörter: Gesetz der Abbildung durch eine konvexe Linse
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