Hohlspiegel
Hohlspiegel sind Spiegel mit gekrümmten Flächen. Die wichtigsten Formen sind Kugelspiegel und Parabolspiegel. Bei einem Kugelspiegel ist die Spiegelfläche Teil einer Kugel. Man spricht deshalb auch von einem kugelförmigen Hohlspiegel. Beispielsweise haben Kosmetikspiegel eine solche Form. Bei einem Parabolspiegel ist die Fläche die Innnenfläche eines Paraboloids Eine solche Fläche entsteht, wenn man eine Parabel rotieren lässt.
In Abhängigkeit von der Gegenstandsweite entstehen an solchen Spiegeln unterschiedliche Arten von Bildern. Wir betrachten nachfolgend kugelförmige Hohlspiegel und beschränken uns darüber hinaus auf achsennahe Strahlen.
Kosmetikspiegel sind kugelförmige Hohlspiegel. Man erhält ein vergrößertes, aufrechtes Bild.
Hohlspiegel - Hohlspiegelansicht
L. Meyer, Potsdam
Verlauf charakteristischer Strahlen
Um sich Bilder an Hohlspiegeln zu konstruieren, reicht es aus, den Verlauf einiger charakteristischer Strahlen zu kennen (Bild 2). Für diese Strahlen gilt:
- Parallelstrahlen werden nach der Reflexion zu Brennpunktstrahlen.
- Brennpunktstrahlen werden nach der Reflexion zu Parallelstrahlen.
- Mittelpunktstrahlen bleiben nach der Reflexion Mitttelpunktstrahlen. Sie werden in sich selbst zurückgeworfen.
Charakteristische Strahlen am kugelförmigen Hohlspiegel
In Bild 3 sind einige typische Fälle dargestellt. Aus der Übersicht ist erkennbar:
- Die Bildgröße hängt von der Gegenstandsweite ab. Außerhalb der doppelten Brennweite entsteht ein verkleinertes Bild, in der doppelten Brennweite ein gleich großes, innerhalb der doppelten Brennweite ein vergrößertes Bild.
- Auch die Art des Bildes ist von der Gegenstandsweite abhängig. Außerhalb der einfachen Brennweite entsteht ein umgekehrtes und seitenvertauschtes Bild, innerhalb der einfachen Brennweite ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild.
- Außerhalb der einfachen Brennweite entsteht ein reelles (wirkliches) Bild, innerhalb der einfachen Brennweite ein virtuelles (scheinbares) Bild.
Will man Bilder an Parabolspiegeln konstruieren, so muss man für einzelne Strahlen das Reflexionsgesetz anwenden.
Anwendung von Hohlspiegeln
Kugelförmige Hohlspiegel mit geringer Krümmung und damit auch mit relativ kleiner Vergrößerung nutzt man vor allem als Kosmetikspiegel oder Rasierspiegel. Wenn man sich in einem solchen Spiegel aus geringer Entfernung betrachtet, so sieht man ein vergrößertes, aufrechtes und virtuelles Bild. Man befindet sich somit innerhalb der einfachen Brennweite dieses Spiegels, die meist mehr als 1 m beträgt.
Bei Spiegelteleskopen setzt man Parabolspiegel ein, da es hier darauf ankommt, das weitgehend parallele Licht von Sternen in einem kleinen Bereich zu sammeln.
Bildentstehung am kugelförmigen Hohlspiegel
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