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Lexikon Physik

Optische Abbildung

Eine Abbildung ist in der Optik die Erzeugung eines Bildes von einem Gegenstand mithilfe der von ihm ausgehenden oder an ihm reflektierten Lichtstrahlen, wobei Brechungs- und Reflexionserscheinungen ausgenutzt werden.

Das von einem Punkt P des Gegenstands (Gegenstandspunkt) ausgehende Strahlenbündel wird dabei beim Durchgang durch eine Linse oder ein Linsensystem gebrochen bzw. an einem Spiegel reflektiert und im Idealfall wieder in einem Punkt \(P'\), dem Bildpunkt, vereinigt. Die Gesamtheit der Bildpunkte ergibt das Bild \(Q'\) des Gegenstands Q.

Sind die Brennweiten in dem optischen System bekannt, so lässt sich das Bild (abgesehen von Abbildungsfehlern) zeichnerisch bestimmen. Dabei wird ausgenutzt, dass sich alle von einem Gegenstandspunkt ausgehenden Strahlen im entsprechenden Bildpunkt wieder schneiden. Zur Konstruktion des Bildpunkts genügen also zwei beliebige Strahlen. Man wählt daher von den durch den Gegenstandspunkt P gehenden Strahlen diejenigen zwei Strahlen, deren Verlauf durch die Eigenschaften des optischen Systems besonders leicht zu bestimmen ist. Hierfür kommen infrage (Abb.):

  • der von P aus parallel zur optischen Achse einfallende Strahl (Parallelstrahl), der nach Brechung an der Linse als bildseitiger Brennstrahl durch den bildseitigen Brennpunkt \(F'\) geht;
  • der durch P und den gegenstandsseitigen Brennpunkt F gehende Strahl (gegenstandsseitiger Brennstrahl), der das System nach Brechung an der Linse als Parallelstrahl verlässt;
  • der von P zum Linsenmittelpunkt K laufende Strahl (Hauptstrahl), der nach Durchgang durch die Linse seine Richtung nicht geändert hat. Bei dünnen Linsen wird er auch als Mittelpunktsstrahl bezeichnet.

Unter bestimmten Bedingungen vereinigen sich die aus dem optischen System austretenden Strahlen auf der Gegenstandsseite nicht, sondern nur ihre rückwärtige Verlängerung. Dann spricht man von einem virtuellen Bild (Abb. rechts), andernfalls von einem reellen Bild (Abb. links).

Optische Abbildung - Abbildung 1

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