Aufgaben: Linsen, Bilder und Sehhilfen

1. a) Welche Linse ist in der Mitte dicker als am Rand: Sammellinse oder Zerstreuungslinse?

1. b) Was geschieht mit parallelen Lichtstrahlen, die auf eine Sammellinse treffen?

Eine Sammellinse hat die Brennweite $f = 10\,\text{cm}$.

1. a) Wie nennt man den Punkt, in dem sich parallel einfallende Strahlen schneiden?

1. b) In welchem Abstand von der Linse liegt dieser Punkt?

Ordne zu: Lupe, Brille für Kurzsichtige, Brille für Weitsichtige. Welche enthalten Sammellinsen, welche Zerstreuungslinsen?

Eine Kerze steht vor einer Sammellinse mit $f = 10\,\text{cm}$ in $30\,\text{cm}$ Abstand. Auf einem Schirm entsteht ein scharfes Bild.

1. a) Beschreibe das Bild: größer oder kleiner, aufrecht oder umgekehrt, reell oder virtuell?

1. b) Was passiert mit Bildgröße und Bildweite, wenn die Kerze näher an die Linse rückt (aber weiter als $2f$ entfernt bleibt)?

Eine Lochkamera und eine Kamera mit Sammellinse werden verglichen.

1. a) Nenne den Aufbau einer Kamera (mindestens drei Bauteile) und die Aufgabe jedes Bauteils.

1. b) Welchen Vorteil hat die Linse gegenüber dem kleinen Loch?

Das Auge wird oft mit einer Kamera verglichen.

1. a) Ordne zu: Linse, Netzhaut, Iris/Pupille, Sehnerv. Welches Kamerabauteil entspricht jeweils?

1. b) Erkläre, warum bei Kurzsichtigkeit entfernte Gegenstände unscharf erscheinen und welche Linse hilft.

Eine Sammellinse mit $f = 8\,\text{cm}$ wird als Lupe benutzt. Ein Gegenstand steht $5\,\text{cm}$ vor der Linse.

1. a) Konstruiere in Worten die Strahlen (Parallelstrahl, Mittelpunktstrahl, Brennpunktstrahl) und beschreibe, warum sich hinter der Linse kein Schnittpunkt ergibt.

1. b) Beschreibe das Bild (Lage, Größe, Orientierung, reell oder virtuell).

1. c) Warum kann man dieses Bild nicht auf einem Schirm auffangen?

Formuliere „je – desto“-Aussagen für eine Sammellinse und begründe sie.

1. a) Je kleiner die Gegenstandsweite (oberhalb $f$), desto $\dots$ die Bildweite und desto $\dots$ das Bild.

1. b) Je größer die Wölbung einer Linse, desto $\dots$ ihre Brennweite.

1. c) Ein Fernrohr besteht aus Objektiv und Okular. Beschreibe, welche Aufgabe jedes Teil hat.

Jonas beobachtet bei einem Versuch mit Kerze, Sammellinse und Schirm: Ein scharfes, umgekehrtes Bild entsteht. Er schiebt die Kerze näher als $f$ an die Linse heran; das Bild auf dem Schirm verschwindet.

1. a) Trenne Beobachtung und Deutung in diesem Versuch.

1. b) Erkläre, wie Jonas das Bild trotzdem noch sehen kann.

1. c) Wie unterscheidet sich dieses Bild vom ersten?