NAWI – Labor 4A 1.März 2005 Reelle Bilder – Mikroskop – Fernrohr:    zusammen mit Biologie

Für alle Physik – Experimente gilt:

- Auf Kabel achten: Kurzschlussgefahr!!

- Linse zwischen einfacher (f) und doppelter (2f) Brennweite entfernt von der Lichtquelle (Gegenstand)

aufstellen: Vergrößerung.

Außerhalb der doppelten Brennweite: Verkleinerung

Linse näher an den Gegenstand(Lichtquelle) heran führen: Bild wird größer

- die Leuchte immer ganz am Rand montieren (Experiment 1 und 2) und mit Reiter (mit Rändelschraube)

befestigen

- Besser langsam, dafür aber genau arbeiten (lieber ein Experiment auslassen)

Zu allen Experimenten ein Protokoll erstellen ( zu Hause)

Dieses soll zumindest folgendes enthalten:

- Worauf ist beim Aufbau der einzelnen Experimente aus den Bausatzteilen zu achten

- Versuche beschreiben (speziell auch die Bilder: z.B. reell, verkehrt, vergrößert,

Messergebnisse)

- Erkenntnisse

Experiment 1: Reelle Bilder erzeugen

2 optische Schienen verbinden

- Die Glühwendel der Leuchte abbilden: Leuchte - weißer Schirm ganz weit weg; Linse (f=+50) dazwischen verschieben: Wie groß erscheint die Glühwendel auf dem Schirm? ………….mm

Abstände variieren …………….mm

- 4-fach-Bild abbilden: dicht hinter der Leuchte Linse mit f = +50 mit Reiter auf die optische Bank setzen, dicht

danach 4-fach-Bild im Blendenhalter, danach Linse (+100) in einiger Entfernung, Bild auf weißem Schirm

auffangen

- „L“ abbilden: Linse (+100) in 200mm Entfernung aufstellen, Bild auf weißem Schirm auffangen

was fällt auf: ………………………………………………………………

Schirm doppelt soweit entfernt aufstellen wie „L“: Miss L auf der Blende und L am Schirm:

Was fällt auf: ………………………………………………………………

- Statt der Leuchte Kerze auf Tischchen verwenden: die Kerze mit Linse (+100) auf weißem Schirm abbilden

(für die Linse wenn notwendig 2 Reiter verwenden)

möglichst schönes Bild mit Farben (rot) erzeugen

Eichen der +100 Linse ( f soll also 100mm sein) mit der L-Blende:

Beliebige Abbildung: g = ……… b = …… umgeformte Linsengleichung f = = ………… (Taschenrechner)

Wiederholen mit beliebiger anderer Abbildung f = = ……………

Experiment 2: Modell eines Mikroskops

2 optische Schienen verbinden

Leuchte mit der (+50) Linse auf einem Reiter und L- Blende im Blendenhalter dicht vor der Leuchte

Linse (+100) (Objektiv)soweit als möglich heranschieben (fast so nahe, wie durch die Brennweite angegeben)

Transparentschirm weit weg – darauf reelles Bild auffangen – dieses mit einer

Linse (+50), die man als Lupe (Okular)verwendet, betrachten (ist dieses Bild reell oder scheinbar (virtuell)?

……………………

die Lupe so nahe als möglich heranführen

Messungen: Um wie viel ist das Bild des „L“ am Schirm größer als das „L“ auf der Blende? ……………

die Lupe vergrößert nochmals um das 3-fache (Vergrößerung des Sehwinkels)

Die gesamte Vergrößerung beträgt also ………

Verstehe das Experiment auch als Wettbewerb: Wer erzielt die größte Vergrößerung?

Variieren mit anderen Blenden (z.B. 4-fach-Bild usw.) anderen Linsen

Erkenntnis: stärkste Vergrößerung mit dünnen – dicken - Linsen ( große - kleine Brennweiten)

Was ist richtig (auch für das Protokoll wichtig)

Experiment 3: Fernrohr

2 optische Schienen verbinden

2 Linsen – eine mit kleiner Brennweite – so aufstellen, dass ihre Entfernung der

Summe der Brennweiten der beiden Linsen entspricht ( + ……….. + …………… ).

Durch welche muss man schauen (Okular), um ein vergrößertes (scheinbares, verkehrtes!) Bild des Hintergrundes (z.B. gegenüberliegendes Haus) zu sehen? Die zweite Linse heißt Objektiv

Wie erzielt man die beste Vergrößerung (für welche Brennweiten f ):

Okular: ………………………………………… Objektiv: …………………………………………….

Statt der Lupe eine Zerstreuungslinse ( f = – ………) verwenden, und innerhalb der Brennweite f

( + ……………) aufstellen. Was ist der wesentliche Unterschied (Vorteil) des so vergrößerten Bildes

(1.Fernrohr: Kepler’sches Fernrohr 2.Fernrohr: Galilei’ sches Fernrohr)