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Linsen

Grundbaustein optischer Systeme

Unter einer optischen Linse versteht man ein optisches Bauelement, das aus einem transparenten Werkstoff (Glas, Kristalle, Kunststoffe) gefertigt ist. Mindestens eine der beiden Seiten der Linse muss konvex (nach außen) oder konkav (nach innen) gewölbt sein, sodass Licht, welches auf die Linse trifft, gebrochen wird und eine optische Abbildung erzeugt wird.

Man unterscheidet prinzipiell zwischen Sammellinsen und Zerstreuungslinsen.
1.)Eine Sammellinse hat eine konvexe und eine ebene Seite, oder zwei konvexe Seiten, sodass Licht, welches parallel zur optischen Achse auf die Linse trifft, idealerweise in einem Punkt hinter der Linse gebündelt wird. Diesen Punkt bezeichnet man als Brennpunkt oder Fokus. Der Abstand des Brennpunktes zur Linse nennt sich Brennweite und ist die wichtigste Größe einer Linse. Den Kehrwert der Brennweite nennt man Dioptrien, was auch die gängige Größe ist um eine Sehschwäche oder eine Brillenstärke zu beziffern. Eine Sammellinse erzeugt sofern der Abstand vom Gegenstand zur Linse größer ist als die Brennweite ein vergrößertes virtuelles Bild (Bsp. Lupe).

2.)Eine Zerstreunungslinse hat eine konkave und eine gerade oder zwei konkave Seiten, so dass das Licht durch die Linse zerstreut wird, also von der optischen Achse nach außen läuft. Eine Zerstreuungslinse erzeugt in jedem Fall ein kleineres virtuelles Bild des Gegenstandes.

3.)Außerdem gibt es noch Linsen mit jeweils einer konkaven und einer konvexen Seite. Bei diesen Linsen hängt es von dem Verhältnis der Krümmung der beiden Seiten zueinander ab, ob es sich um Sammellinsen oder Zerstreuungslinsen handelt.

Linsen haben ihren Anwendungsbereich im Bereich von optischen Systemen wie zum Beispiel Brillen, Lupen, Objektiven, Fernrohren oder Teleskopen. In komplizierteren optischen Systemen wie beispielsweise einem Teleskop werden mehrere Linsen verbaut, wobei man sich zu Nutze macht, dass man über die Veränderung des Abstandes zwischen zwei Linsen, deren Brennpunkt verschieben kann und somit das Bild
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€œ kann. Da eine ideale Linse (paraboloide Linse) sich nur sehr teuer fertigen lässt, hilft man sich mit angenäherten sphärischen Linsen. Diese sphärischen Linsen weichen am Rand von der Idealform ab, was in komplizierten mehrlinsigen optischen Systemen zu erheblichen Fehlern führen würde. Um diese Fehler zu korrigieren verwendet man Linsen wie unter 3. beschrieben.