Optische Instrumente
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Auge
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Abbildung hauptsächlich durch Hornhaut
- Linse verändert Brechkraft (Akkomodation)
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entspanntes Auge
- auf unendlich eingestellt
- parallele Strahlen treffen sich auf der
Netzhaut
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angespanntes Auge
- maximale Brechkraft
- auf geringste Entfernung eingestellt
(Nahpunkt)
- altersabhängig: 10 cm bei Kindern, 20 cm
- 30 cm "normalerweise"
- Normwert (Bezugssehweite)
- aB = -25 cm
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Auflösung begrenzt durch Abstand der Zäpfchen
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Prinzip optischer Instrumente:
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Größe eines Bildes auf der Netzhaut proportional zum
Sehwinkel σ
- Instrument vergrößert Winkel auf
σ'
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Vergrößerung Γ'
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Lupe:
- Sammellinse kurzer Brennweite
- Vergrößerung hängt ab von der
Gegenstandsweite und dem Augenabstand
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normale Verwendung:
- Objekt in der Brennebene
- Auge auf unendlich eingestellt
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Sichtwinkel σ'
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Vergleichswinkel σ bei Bezugssehweite
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Vergrößerung somit
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Mikroskop:
- Ziel: hohe Vergrößerung kleiner, naher
Objekte
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Prinzip:
- Objektiv → vergrößertes
reelles Bild
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Okular → Lupe zur Betrachtung des reellen Bildes
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Simulation
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Objekt dicht am Brennpunkt des Objektivs, daher
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Vergrößerung des Mikroskops
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Keplersches Fernrohr:
- Ziel: Vergrößerung weit entfernter
Objekte
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Prinzip:
- Objektiv → reelles Bild in seiner
Brennebene
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Okular → Lupe zur Betrachtung des reellen Bildes
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Simulation
- Brennpunkte von Objektiv und Okular fallen
zusammen
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Vergrößerung des Keplerschen Fernrohrs
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Verstärkung der Helligkeit:
- möglichst großer Durchmesser des
unverdeckten Objektivs (Eintrittspupille
DEP)
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Abbildung auf Strahl geringeren Durchmessers DAP
(Austrittspupille)
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Größe der Austrittspupille
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einfallendes Licht verteilt sich auf kleinere Fläche
- → Helligkeit nimmt proportional zur
Fläche zu
- H = Γ'2 Hin
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Aufgaben: