Lupe
Aufgabenstellung
Eine Lupe wird genutzt, um kleine Dinge vergrößert zu betrachten. Sie besteht aus einer einzelnen Sammellinse, die so eingesetzt wird, dass beim Blick hindurch ein vergrößertes, aufrechtes Bild der dahinterliegenden Objekte beobachtet werden kann.
Beurteilen Sie die Richtigkeit der folgenden Aussagen bezüglich einer Lupe.
| Aussage | Richtig | Falsch |
|---|---|---|
| Das Bild, das von der Lupe erzeugt wird, befindet sich an derselben Position wie das Objekt. | ||
| Damit die beschriebene Vergrößerungswirkung erzielt wird, muss der Abstand zwischen Lupe und Objekt größer sein als die Brennweite der Linse. | ||
| Die Lupe erzeugt ein virtuelles Bild des Objekts. | ||
| Wenn die Lupe verkehrt herum gehalten wird, entsteht ein verkleinertes Bild des Gegenstands. |
Lösung
- Das Bild, das von der Lupe erzeugt wird, befindet sich an derselben Position wie das Objekt.
- Falsch: Das vergrößerte Bild befindet sich hinter dem Gegenstand (Bildweite ist größer als Gegenstandsweite). Dies lässt sich sowohl rechnerisch anhand der Abbildungsgleichung als auch grafisch durch die Bildkonstruktion überprüfen. Auch im obigen Beispielbild ist dies erkennbar: Während das durch die Lupe betrachtete Bild der Briefmarke scharf abgebildet wird, erscheint die Hand, die die Pinzette mit der Briefmarke hält, unscharf.
- Damit die beschriebene Vergrößerungswirkung erzielt wird, muss der Abstand zwischen Lupe und Objekt größer sein als die Brennweite der Linse.
- Falsch: In diesem Fall entstünde ein reelles, kopfstehendes Bild. Aufrechte, virtuelle Bilder entstehen an einer Sammellinse nur, wenn sich der Gegenstand innerhalb der Brennweite befindet.
- Die Lupe erzeugt ein virtuelles Bild des Objekts.
- Richtig: Reelle Bilder an einer Sammellinse sind stets kopfstehend. Das bei der Lupe entstehende Bild kann zwar mit dem Auge oder einer Kamera betrachtet werden, lässt sich jedoch nicht auf einem Schirm auffangen.
- Wenn die Lupe verkehrt herum gehalten wird, entsteht ein verkleinertes Bild des Gegenstands.
- Falsch: Die Brennweite (und damit auch die Abbildungseigenschaften) einer dünnen Linse sind unabhängig von der Seitenwahl der Linse. Wird die Linse verkehrt herum gehalten, erzeugt sie dennoch dasselbe Bild wie zuvor.