Zerstreuungslinsen sind durchsichtige Körper aus Glas oder Kunststoff, die sehr unterschiedliche Form haben können. Wenn Licht auf sie trifft, wird es nach dem Brechungsgesetz gebrochen.
Zerstreuungslinsen sind dadurch charakterisiert, dass auf sie fallendes paralleles Licht hinter der Linse "auseinander" läuft (Bild 1). Die Bezeichnung "Zerstreuungslinse" kennzeichnet somit die optische Wirkung einer Linse.
Durch eine Zerstreuungslinse wird paralleles Licht so gebrochen, dass es hinter der Linse "auseinander" läuft.
Zerstreuungslinsen aus Glas oder Kunststoff sind in der Mitte dünner als am Rand (Bild 2). Nach dieser äußerlich wahrnehmbaren Form bezeichnet man solche Zerstreuungslinsen auch als Konkavlinsen.
Beachte: Man kann nicht bei jeder Linse aus der äußeren Form erkennen, ob sie wie eine Zerstreuungslinse oder wie eine Sammellinse wirkt. Das gilt insbesondere für Linsen, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind oder die aus verschiedenen Stoffen bestehen.
Arten von Zerstreuungslinsen aus Glas oder Kunststoff. Sie sind in der Mitte dünner als am Rand.
Trifft Licht auf eine Zerstreuungslinse so wird es an der Grenzfläche Luft-Glas und an der Grenzfläche Glas-Luft gebrochen (Bild 3a). Es erfolgt somit an jeder Linse eine zweifache Brechung. Dabei wirkt das Brechungsgesetz.
Ist die Linse relativ dünn - man spricht dann von einer dünnen Linse - kann man die zweifache Brechung durch eine Brechung an der Linsenebene ersetzen (Bild 3b). Das ermöglicht es, Strahlenverläufe relativ einfach zu zeichnen.
Beachte: Diese Vereinbarung gilt nur für dünne Linsen. Bei dicken Linsen oder Linsensystemen ist sie nicht anwendbar.
Strahlenverlauf an dicken und dünnen Zerstreuungslinsen
Trifft paralleles Licht auf eine Zerstreuungslinse, dann läuft es hinter der Linse auseinander (Bild 4). Es scheint dabei von einem Punkt herzukommen. Wie bei Sammellinsen bezeichnet man diesen Punkt als Brennpunkt F. Die Abkürzung F kommt von focus, der lateinischen Bezeichnung für den Brennpunkt.
Der Abstand zwischen Linsenebene und Brennpunkt wird als Brennweite einer Linse bezeichnet.
Formelzeichen: Einheiten: |
f
ein Millimeter (1 mm) ein Zentimeter (1 cm) ein Meter (1 m) |
Dabei gilt für Zerstreuungslinsen:
Statt der Brennweite f verwendet man zur Kennzeichnung der Brechkraft von Linsen, insbesondere von Brillengläsern, auch den Brechwert.
Der Brechwert einer Linse gibt an, wie stark oder wie schwach der Strahlenverlauf durch eine Linse korrigiert wird.
Formelzeichen: Einheit: |
D
eine Dioptrie (1 dpt) |
Für die Einheiten gilt:
Zwischen der Brennweite und der Brechkraft einer Linse besteht folgender einfache Zusammenhang:
Ähnlich wie für die Brennweite gilt für den Brechwert von Zerstreuungslinsen:
Hat ein Brillenglas z. B. einen Brechwert von D = -0,7 dpt, so bedeutet das:
Brennpunkt und Brennweite einer Zerstreuungslinse
Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.
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