Linse

optische

Linse ein zumeist von zwei Kugelflächen begrenzter Körper aus durchsichtigem Stoff (meist Glas) mit definierter lichtbrechender Wirkung. Die Linse verändert den Öffnungswinkel eines Strahlenbündels und hat abbildende Eigenschaften (Abbildung, optische). Die Verbindungslinie der Mittelpunkte der begrenzenden Kugelflächen bezeichnet man als Linsenachse oder optische Achse; ihre Durchstoßungspunkte an den Flächen heißen Linsenscheitel.
Nach der Art der abbildenden Wirkung unterscheidet man:

  1. Sammellinsen oder Positivlinsen. Diese haben die Eigenschaft, die Divergenz eines Strahlenbündels zu verringern oder in eine Konvergenz zu verwandeln. Im letzten Fall entsteht eine reelle Abbildung, Sammellinsen haben deshalb besondere Bedeutung bei optischen Instrumenten. Ihre Mitteldicke ist stets größer als die Randdicke.
  2. Zerstreuungslinsen oder Negativlinsen. Diese vergrößern die Divergenz eines Strahlenbündels. Die Abbildung bleibt stets virtuell. Zerstreuungslinsen dienen vorwiegend zum Ausgleich der Abbildungsfehler bei optischen Systemen. Ihre Mittendicke ist stets kleiner als die Randdicke.

Linsenarten

Je nach der Abbildungsaufgabe kann eine Linse unterschiedliche Formen annehmen, und zwar von links:

Die entsprechenden Zerstreuungslinsen: Kenngröße für die abbildenden Eigenschaften der Linsen ist die Brennweite. Diese hängt ab vom Krümmungsradius und der Lage der Kugelflächen, der Linsendicke sowie dem Brechungsindex des Linsenmaterials (Linsenformel). Als Bezugspunkt für die Brennweite und die Objekt- und Bildweite beim Abbildungsvorgang dienen die Hauptpunkte H und H' der Linse (Kardinalpunkte).

Jede Abbildung durch Linsen ist mit Abbildungsfehlern behaftet, die durch Kombination mehrerer Sammel- und Zerstreuungslinsen zu einem Linsensystem verringert werden können. Ähnliche Wirkung erzielt man in bestimmten Fällen durch von der Kugelform abweichende asphärische Flächen.

Sonderformen von Linsen sind:

Über die Gesetzmäßigkeit der Abbildung durch Linsen Abbildung, optische.

Dünne Linse

Eine dünne Linse ist eine optische Linse, deren Dicke klein ist im Vergleich zu den Radien ihrer brechenden Oberflächen.

In der paraxialen Optik ist die dünne Linse ein Konzept, nach dem die endlich dicke reale Linse durch eine Ebene ersetzt wird. Die beiden Brechvorgänge von einem Lichtstrahl an den Grenzflächen werden zu einem Brechvorgang an dieser Ebene zusammengefasst. Wenn die reale Linse einen symmetrischen Querschnitt hat (z.B. bikonvex oder bikonkav), so wird ihre Mittelebene zur brechenden Ebene. Ein Lichtstrahl, der auf den Mittelpunkt der Ebene trifft, geht mit unveränderter Richtung und ohne Parallelversatz durch die Linse hindurch.

Das Konzept der dünnen Linse ist eine Idealisierung der endlich dicken realen Linse und eine gute Näherung bei großen Radien ihrer Grenzflächen und damit auch großer Brennweite. Die formale Reduktion auf eine Ebene bedeutet nicht, dass die Linse keinen Brechungsindex oder keine gekrümmten Grenzflächen hat, denn von beidem hängt ihre Brennweite ab. Zur Beschreibung des Verhaltens der dünnen Linse genügt aber ihre Brennweite.


 
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 31.07. 2017