Optische Plankonvexlinsenbank mit Raytracing
Bauen Sie eine optische Bank aus einem Meterstab, einer konvexen Glaslinse und einem verschiebbaren Kartonschirm. Verschieben Sie die Komponenten, um fokussierte invertierte Bilder...
Benötigte Materialien
- • 1-Meter-Lineal aus Holz oder Metall (1 Einheit)
- • Doppelkonvexe oder plankonvexe optische Glaslinse (ca. 10 cm Brennweite) (1 Einheit)
- • Weißer Karton (Projektionsleinwand, 10x15 cm) (1 Stück)
- • Kleines LED-Schlüssellicht oder Teelicht (1 Einheit)
- • Modelliermasse (für verschiebbare Sockelmontagen) (1 Block)
Tipps für Eltern
- → Montieren Sie die Linse, den Kartenbildschirm und die Lichtquelle auf Modelliermasse-Ständern, sodass sie reibungslos über einen flachen Messstab gleiten.
- → Schieben Sie den Bildschirm hin und her, bis das projizierte Bild der Flamme oder des Taschenlampengitters scharf abgebildet wird.
- → Messen Sie den Objektabstand und den Bildabstand und berechnen Sie dann mithilfe der Gleichung für dünne Linsen die tatsächliche Brennweite der Glaslinse.
Sicherheitshinweise
Bei Verwendung eines kleinen Teelichts als Objektlichtquelle ist die Aufsicht eines Erwachsenen erforderlich.
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Schritt-für-Schritt-Anleitung
Schritt 1
Verankern Sie eine konvexe Linse, eine kleine LED-Lichtquelle und einen weißen Kartonschirm in Tonblöcken und richten Sie sie entlang eines 1-Meter-Stabs aus.
⏱️ ~10 Min.Schritt 2
Positionieren Sie die Lichtquelle 30 cm vom Objektiv entfernt und schieben Sie die Leinwand aus Karton, bis das projizierte Bild scharf wird.
⏱️ ~10 Min.Schritt 3
Notieren Sie den Objektabstand (do) und den Bildabstand (di) in Millimetern und achten Sie darauf, dass das fokussierte Bild auf dem Kopf steht.
⏱️ ~10 Min.Schritt 4
Berechnen Sie die Brennweite des Objektivs mit der Formel 1/f = 1/do + 1/di und wiederholen Sie den Vorgang bei zwei weiteren Entfernungen, um das Ergebnis zu bestätigen.
⏱️ ~15 Min.