Übungen zur Physik II Übungsblatt Nr. 5 Aufgabe 1

Labor Technische Physik
Übungen zur Physik II
Übungsblatt Nr. 5
Thema: Geometrische Optik, Auge, optische Instrumente
Aufgabe 1:
Der Nahpunkt einer Person ist 75 cm vom Auge entfernt. Das bedeutet, sie sieht
Gegenstände unscharf, die weniger als 75 cm entfernt sind.
1. Welche Brechkraft hat die Augenlinse, wenn der Abstand zwischen Linse
und Netzhaut 2, 5 cm beträgt?
2. Eine Lesebrille, deren Gläser sich in einem vernachlässigbar geringen Abstand vor dem Auge befinden, erzeugt von einem 25 cm weit entfernten
Gegenstand ein virtuelles Bild, das 75 cm vor der Lesebrille liegt.
Wo liegt der Nahpunkt des Systems Brille-Auge?
3. Welche Brechkraft hat die Linse der Brille?
4. Wie hoch ist die Vergrößerung?
5. Zeichen Sie die Bildkonstruktion für die Linse der Brille.
6. Berechnen Sie die Brechkraft des Systems Brille-Auge.
Aufgabe 2:
Welche Brennweite bzw. wie viel Dioptrie muss eine Brille haben, um die deutliche Sehweite
1. von g = 20 cm eines Kurzsichtigen
2. von g = 50 cm eines Weitsichtigen
auf den normalen Wert von g = 25 cm zu korrigieren?
Nehmen Sie an, dass die Abbildung allein durch die Augenlinse erfolgt und diese
einen Abstand von 2, 5 cm von der Netzhaut hat.
Aufgabe 3:
Ein Botaniker verwendet eine Konvexlinse der Brechkraft D = 10 dpt als Lupe
und betrachtet mit ihr ein Blatt.
1. Berechnen Sie, in welchem Abstand g vor der Lupe sich das Blatt befindet
und wie groß die Winkelvergrößerung VL ist, wenn das Bild im Unendlichen
liegt.
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Version: 21. Juni 2016
Labor Technische Physik
2. Berechnen Sie, in welchem Abstand g vor der Lupe sich das Blatt befindet
und wie groß die Vergrößerung V ist, wenn das Bild im Abstand b = 30 cm
vor der Lupe liegt.
3. Bestimmen Sie für den Bildabstand b = 30 cm den Abstand g des Blattes
zur Lupe zeichnerisch.
Aufgabe 4:
Ein Mikroskop hat eine Objektivlinse mit der Brennweite fOb = 2 cm und eine
Okularlinse mit der Brennweite fOk = 3 cm. Die beiden Linsen sind x = 20 cm
voneinander entfernt.
1. Berechnen Sie die Vergrößerung V , wenn der Nahpunkt des Betrachters
s0 = 25 cm vor dem Auge liegt.
2. Wo muss sich der Gegenstand befinden, damit das Endbild im Unendlichen
entsteht?
3. Anstatt mit dem Auge soll das Bild mit einer Videokamera aufgenommen
werden. Der Bildchip befindet sich bOk = 6 cm hinter dem Okular. Um wie
viel muss der Abstand x zwischen Objektiv und Okular geändert werden,
damit der Gegenstand auf dem Chip scharf abgebildet wird?
Aufgabe 5:
Ein Kepler-Fernrohr mit einer Vergrößerung von VT = −11 wird so eingestellt,
dass man Objekte im ∞ betrachtet. Bei dieser Einstellung beträgt der Abstand
zwischen Objektiv und Okular d = 240 mm.
1. Wie groß sind die Brennweiten von Objektivlinse und Okularlinse?
2. Wie muss der Abstand d zwischen Objektiv und Okular verändert werden
um näher gelegene Objekte scharf zu sehen?
3. Wie groß muss der Abstand g eines Objektes von der der Objektivlinse
sein, damit das Objekt mit dem Fernrohr scharf gesehen wird, wenn der
Abstand zwischen Objektiv und Okular sich um x = 10 mm vergrößert?
Version: 21. Juni 2016
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