Lehrvideo: Optische Linsen
Physik am Katzenstift
https://www.youtube.com/watch?v=id7cE-fElEw

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 [Musik] halli hallo ihr lieben und herzlich willkommen zu einem neuen lern video aus
0:11 der reihe physik von katzen stift heute zum thema linsen und was sie alles können dass hier könnt ihr ganz bestimmt eine linse die eingesetzt würde als lupe
0:23 eine lupe ist in der lage dinge optisch zu vergrößern aber wie macht sie das eine weitere eigenschaft von linsen lernen wir kennen
0:33 indem wir unsere gute alte bekannte lochkamera verwenden und zwar dieses mal in kombination mit einer linse du kannst es hier wenn du genau hinschaut schon
0:43 erahnen besser geht es jedoch in einer vergrößerung hier die lochkamera ohne linse und direkt danach im vergleich mit
0:52 linse gestochen scharf sehen wir einen kran dieser kran befindet sich übrigens in der unmittelbaren umgebung des königin katharina stift was nämlich
1:03 einen herrlichen blick auf den stuttgarter hauptbahnhof und die aktuelle stuttgarter großbaustelle stuttgart 21 hat wir können also sehen
1:14 mit hilfe unserer linse wird die aufnahme gestochen scharf doch wie macht die linse dass auch das ist eine frage der wir nachgehen wollen
1:24 um herausfinden was so eine linse tut benutzen wir wieder unsere magnettafel optik mit den fünf parallelen lichtstrahlen
1:33 diese lassen wir auch die sammel linse die hier aus zwei teilen besteht fallen diese zwei teile haben keine besondere bedeutung sind nur einfach aneinander
1:44 gesetzte linsen teile die auf der einen seite plan sind also eben und auf der anderen seite gewölbt wir stellen uns das so vor als ob das eine
1:55 zusammenhängende linse sei die auf zwei seiten gewölbt ist eine solche linse nennen wir doppelt konvex konvex bedeutet in diesem fall dass sie gewillt
2:05 ist und zwar nach außen gewölbt in der mitte nach außen gewölbt wenn wir jetzt hinsehen was diese linse mit den lichtstrahlen macht stellen wir fest
2:14 dass die vorher parallelen lichtstrahlen auf einmal zusammen laufen dieses verhalten nennt man auch konvergieren das kommt aus dem
2:23 lateinischen nämlich von dem lateinischen begriff konvergieren sich einander annähern wir beobachten also hinter einer solchen
2:31 doppelt konvexen linse laufen die zuvor parallelen lichtstrahlen zusammen und zwar kommen sie in einem punkt zusammen dem sogenannten brennpunkt dabei ist es
2:43 auch gar nicht entscheidend dass wir einzelne lichtstrahlen verwenden sondern wir können auch ein ganzes paralleles lichtbündel verwenden und auch dieses
2:54 läuft in den brennpunkt zusammen wenn man ganz genau hinschaut sieht man dass nicht alle lichtstrahlen den brennpunkt treffen sondern die weiter außen
3:05 liegenden strahlen ein wenig vorbei laufen das erinnert uns ein bisschen an den brennpunkt bei den wohl spiegeln auch
3:13 dort trafen nicht alle strahlen genau im brennpunkt zusammen aber in etwa interessant ist es auch wenn man das lichtbündel schräg einfallen lässt auf
3:26 die sammel linse also nicht senkrecht auch dann treffen sich die lichtstrahlen in einen punkt in einem brennpunkt und wenn man diese ganzen brennpunkte alle
3:36 übereinander auf trägt stellt man fest die liegen alle auf einer linie beziehungsweise einer ebene deswegen spricht man häufig nicht nur
3:44 vom brennpunkt sondern von der brennen ebene einer linse wir wollen natürlich nicht nur wissen was eine sammel linse tut so heißen diese die konvexen also
3:56 doppelt konvexen linsen auch sondern wir wollen natürlich auch wissen warum sie das tut und um das zu erkennen müssen wir uns
4:05 dem grundlegenden phänomen zu wenden dass dieses verhalten verursacht das ist die brechung und zwar wurde das licht hier genau zweimal gebrochen einmal beim
4:14 übergang von luft in die gewölbte plexiglas oberfläche hier auf dem bild kannst du erkennen dass ich an den stellen an denen die lichtstrahlen
4:25 jeweils auftreffen auf diese konvexe gekrümmte oberfläche jeweils das lot eingezeichnet habe daran kannst du dann auch erkennen dass die weiter außen
4:35 liegenden lichtstrahlen natürlich stärker gebrochen werden als der mittlere lichtstrahl denn der mittlere lichtstrahl trifft genau senkrecht auf
4:43 die linsen oberfläche auf und wird damit gar nicht gebrauchen die weiter außen liegenden lichtstrahlen dagegen werden zum mittel strahl hin
4:53 gebrochen auf der anderen seite der bicon wechseln linse sieht man die zweite brechung nämlich dort wo die lichtstrahlen vom
5:02 plexiglas wieder nach außen in die luft austreten erneut wird der mittlere strahl überhaupt nicht gebrochen da er
5:11 senkrecht auf die oberfläche trifft bei den weiter außen liegenden lichtstrahlen kannst du aber ganz gut erkennen dass hier der winkel zum not jetzt sogar noch
5:20 größer geworden ist als eben und damit das brechung phänomen ein zweites mal dazu führt dass die weiter außen liegenden lichtstrahlen in richtung
5:29 mitte abgelenkt werden nach diesem übergang von plexiglas in luft bereit sich das licht ja dann nur noch geradlinig aus dass nur noch in
5:38 luft sich weiter fort bewegt und daher treffen dann alle diese lichtstrahlen in einem punkt mehr oder minder zusammen im brennpunkt das ist der grund warum eine
5:48 bi konvexe linsel auch sammle insel genannt alle strahlen in einem punkt mehr oder minder bündelt es gibt aber auch ganz anders geformte linsen als die
6:01 sammel lense zum beispiel diese linsen form hier die entspricht in etwa im gegenteil von dem was wir gerade gesehen haben
6:10 diese linse zerstreut das licht man sagt auch das licht divergiert dahinter von die werke auseinanderstreben das verhalten des lichtes hinter dieser
6:23 zerstreuung linse wird sofort klar wenn wir uns bewusst machen dass dieser linsen typ genau die umkehrung der linse ist die wir eben betrachtet haben
6:33 sammle linse und zerstreuung linse sind also gegenteilig sie sind gegen teile geformt und sie haben genau gegenteilige optische eigenschaften die eine sammel
6:45 das licht bündelt es die andere zerstreut ist lässt es die reagieren je nach form unterscheidet man also verschiedene sammeln linsen oder auch
6:57 zerstreuung linsen eine sammel linse ist immer in der mitte dicker als an den rändern es gibt die konvexe linsen die also auf zwei seiten konvex sind und
7:08 planen konvexe linsen die auf der einen seite eben sind also plan und auf der anderen seite konvex also so gebogen dass in der mitte ein bauchiger teil
7:19 entsteht entsprechend gibt es bei den zerstreuung linsen be konkave linsen konkav sind die zerstreuung linsen oder plan konkave linsen die konkav wenn sie
7:31 auf beiden seiten innen dünner sind als außen- und plan konkaven auf der einen seite eine ebene seite ist nur auf der anderen in der mitte die linse dünner
7:42 ist als außen so nachdem du nun weißt was linsen alles können und durch welche physikalischen prinzipien diese optischen fähigkeiten zustande kommen
7:54 können wir uns noch einmal kurz den anwendungen von optischen linsen zu wenden ein sehr häufig anzutreffende
8:02 anwendungsfall von linsen sind brillen aber achtung einfach herzustellen sind brillen meistens nicht denn sie haben sowohl konvexe als auch compper
8:13 eigenschaften und auch beim fotoapparat ist es meist nicht mit einer einzelnen linse getan sondern es stecken ganze linsen kombinationen linsen systeme
8:23 dahinter genau so auch bei ferngläsern oder aber bei mikroskopen durch die geeignete wahl des objektivs und des opfers kannst du die vergrößerung am
8:34 mikroskop verändern eine ganz besondere linse trägst du tagtäglich mit dir selber herum sie sitzt in deinem auge ich hoffe auch
8:44 dieser film hat ihr viel freude bereitet und neues aus der physik gelehrt dann bis zum nächsten mal