By Hans-Georg Zimmer
ISBN-10: 3642868347
ISBN-13: 9783642868344
ISBN-10: 3642868355
ISBN-13: 9783642868351
Die geometrische Optik ist aus der Mode gekommen. Die Forscher sehen wenig Hoffnung, bei der Bearbeitung dieser Disziplin der ldas sischen Physik zu wesentlichen neuen Erkenntnissen zu kommen. Die Lehrer meiden den Stoff, weil er durch die jahrhundertelangen Exerzier iibungen der Mathematiker sprOde geworden ist und nicht mehr ins Konzept des modemen Physikunterrichts paBt. Geblieben und in letzter Zeit wohl gar gewachsen ist die Bedeutung der geometrischen Optik fUr die Technik. Sie ermoglicht die Konstruktion der optischen Instru mente, die wir im taglichen Leben, in Wissenschaft, Forschung und In dustrie als Werkzeuge benutzen. In diesem Biichlein will ich zweierlei zeigen, niimlich die Gesetze der geometrischen Optik und ihre Anwendung bei der Konstruktion optischer Instrumente. Zum Aufbau der Theorie benutze ich nicht das Snelliussche Brechungsgesetz, sondem einen Erhaltungssatz fiir die Strahlungs energie. Damit erreiche ich eine Anpassung an die jetzt in der Physik iibliche Methodik, es fallen auch geometrische HilfsgroBen und die durch sie bedingten Singularitaten weg. Die Gesetze der geometrischen Optik lassen sich dadurch einfacher formulieren, ihre physikalische Bedeutung wird klarer. Bei der Ausfiihrung habe ich versucht, den Wiinschen der Lehrer und der Techniker in gleichem MaBe entgegenzukommen und den Stoff auf den Umfang eines Taschenbuches zu beschranken. guy wird deshalb keinen systematischen Ausbau der Theorie finden und auch keine An leitung zum Bau optischer Instrumente, vielleicht aber die Anregung, das eine zu tun und das andere nicht zu lassen.
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Dort bewirkt sie keine 26 Die ideale Abbildung reine Objektverschiebung mehr. Aber die zusatzlichen Effekte beeintrachtigen das Prinzip erst, wenn der Abstand der Linse yom Auge vergleichbar wird mit dem Abstand zum Objekt. Ich werde auf diese Besonderheiten nicht eingehen. Die Objektverschiebung durch Brille oder Lupe ist bestimmt durch deren Brechkraft cpo Sie hat die Dimension einer reziproken Lange, kann also angegeben werden in mm-1 oder m-1• Die zuletzt genannte MaBeinheit nennt man auch Dioptrie (dpt).
5) = 0830 un LLW _ 5,6 ' . Nach den in § 9 abgeleiteten Formeln gibt 15 = (d-l)f den 'Obergang vom ersten Aufpunkt zum vorderen Hauptpunkt. Also hat H von der ersten Linse den Abstand - n 1 (d - l)f = 18,1 mm. 15* = (1 - a)f gibt den Ubergang vom letzten Aufpunkt zum hinteren Hauptpunkt H*, der Abstand ist - n~(1 - a)f = - 7,3 mm. Der hintere Hauptpunkt liegt also 7,3 mm vor der dritten Linse und damit sogar vor dem vorderen Hauptpunkt. In der Praxis spielt die Berechnung der Hauptpunktlagen nur eine untergeordnete Rolle.
Dann ist ntUt = 0 und ntWt = - 0,4. Den ersten AufpunktiegenwirindieersteLinseundsetzenA 1 = 14mm, B t = -Smm. Die Durchrechnung besteht aus folgenden Teilschritten: 1 a) Vbergang yom ersten Aufpunkt zur ersten Linse: At = Ao + 6tn t Ut B t = Bo + 6tn tW t · Liegt der erste Aufpunkt Eo mit den Loten Ao und Bo bereits in der ersten Linse, dann ist 61 = 0, und dieser Teilschritt kann weggelassen werden. 1b) Brechung an der ersten Linse: A~= A1 n~U~ = ntUt + 9't At 2a) Vbergang zur zweiten Linse: n 2 U2 = n~U~ A2 = A~ + 62 n 2 U2 2b) Brechung an der zweiten Linse: A~ = A2 B~= n~W~ = Bt ntWt + 9't B t · n 2W 2 = n~W~ B2 = B~ + 62 n 2W 2 • B~ = B2 ~~=~~+~~ ~~=~~+~~ Damit ist wohl klar, wie das Verfahren fortgesetzt wird.
Geometrische Optik by Hans-Georg Zimmer
by Kenneth
4.3