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Linsen werden in der Optik überall verwendet. Und dazu muss man ersteinmal die vier Grundgesetze für die Geonetrische Optik kennen:
1. Gesetz der geradlinigen Lichtausbreitung
Ist eigentlich ganz einfach. Licht mag vielleicht eine Form von Wellen sein, allerdngs breitet es sich immer geradlinig aus. Das kann man schon alleine daran testen, wenn man eine Taschenlampe nimmt und diese einfach im Dunkeln anschaltet: Der Lichtkegel breitet sich gleichmäßig aus und nicht in alle Richtungen.
2. Inkohärente Überlagerung
Licht löscht sich nicht aus, wenn es sich überlagert, wie das bei Wasser oder raiowellen der Fall ist. Die Wellen können sich zwar überlagern, allerdings wird das Licht nicht chwächer oder stärker.
3. Reflektionsgesetz
An einer glatten und ebenen Grenzoberfläche zwischen zwei verschiedenen Stoffen - wie zum Beispiel Luft und einer einfachen Linse - ist die Richtung des Strahles festgelegt durch:
Einfallswinkel = Refelektionswinkel
4. Berchungsgesetz
Das hat ein gewisser Snelius aufgestellt. Keine Ahnung wer genau das war, ich kenne nicht mal den Vornahmen. Aber zumindest das Prinzip dessen, was er gemeint hat is klar:
Mit dem Auftreffen an den Grenzflächen - z.B. Luft und Linse - ändert sich die Ausbreitungsrichtung und die Geschwindigkeit der Welle, beziehungsweise in diesem Fall des Lichtes.
sin-Alpha1 / sin-Alpha2 = c1 / c2 = n2 / n1
sin-Alpha1 und sin-Alpha2 sind Einfalls und Reflektionswinkel.
c = Geschwindigkeit der Wellen, hier also die Lichtgeschwindigkeit in Luft und in der Linne
n = Brechungsindex, den das Material hat, durch welches die Lichstrahlen durchlaufen. Die von der Linse ist bedeutend größer als die von Licht.
Nun weiter zu den Linsen. Die kann man auch charakterisieren:
konkave Linsen sind auf der Seite in welcher das Licht einfällt nach innen gebogen. Sie streuen das Licht.
konvexe Linsen sind auf der Seite in welcher das Licht einfällt nach außen gebogen. Sie bündeln das Licht auf einem Brennpunkt. Mit dem kann man zum Beispiel durch eine Lupe oder ein Brillenglas ein Feuerchen machen, wenn man gerade kein Feuerzeug oder Streichholz zur Hand hat.
In welche Richtung sie gebogen sind ist im täglichen gebrauch vor allem dann wichtig, wenn man Brillenträger ist. Die Brillengläser sind auch Linsen und ob sie nun konvex oder konkav nach außen hin sind kommt darauf an, ob man weit oder kurzsichtig ist.
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