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Lichtbrechnung

Linsen

Linsen sind durchsichtige gekrümmte Körper. Man unterscheidet:
1. Konvex-Linsen (Sammel-Linsen), bei denen die stärker gekrümmte Fläche nach außen geht:


Bikonvex

Plankonvex

Konkav-Konvex
(die stärker gekrümmte Seite ist Konvex)

2. Konkav-Linsen (Zerstreuungslinsen), bei denen die stärker gekrümmte Fläche nach innen geht:


Bikonkav

Plankonkav

Konvex-Konkav
(die stärker gekrümmte Seite ist Konkav)


Brechungsindex

Licht ist in unterschiedlichen Stoffen unterschiedlich schnell, wodurch es an der Grenzfläche zweier Stoffe zur Lichtbrechnung kommt. Der Brechungsindex oder die Brechzahl eines Stoffes ist der Quotient aus der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Lichtgeschwindigkeit des betreffenden Stoffes:

n=c0/c   (n=Brechungsindex, c0=Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, c=Lichtgeschwindigkeit des Stoffes)

Der Brechungsindex ist für jeden Stoff eine charakteristische Konstante. Da die Lichtgeschwindigkeit in einem Stoff von der Wellenlänge abhängt, ist auch der Brechungsindex von der Wellenlänge abhängig. Als Konsequenz dieser Wellenlängenabhängigkeit folgt beispielsweise die Dispersion des Lichts beim Durchgang durch ein Prisma, also das Aufsplitten des Lichtstrahls in die einzelnen Farbbereiche (=Wellenlängen).

Außerdem tritt bei Sammellinsen die chromatische Aberration auf, die darin besteht, dass die Linse für jede Wellenlänge einen anderen Brennpunkt hat. Ein analoges Phänomen tritt auch bei Zerstreuungslinsen auf. Um die chromatische Aberration zu kompensieren werden Objektive aus mehreren Linsen mit unterschiedlichem Brechungsindex hergestellt.