Sammellinse
Was ist eine Sammellinse und wie sieht der Strahlengang von Sammellinsen aus? Das erfährst du hier und in unserem Video !
Inhaltsübersicht
Sammellinse einfach erklärt
Eine Sammellinse ist ein gewölbter, durchsichtiger Körper aus Glas oder Kunststoff. Trifft Licht parallel auf die Linse, wird es gebrochen und hinter der Sammellinse in einem Punkt gebündelt. Diesen Punkt nennst du auch Brennpunkt. Du kannst auch sagen, dass das Licht im Brennpunkt fokussiert wird. Die Sammellinse nennst du auch Konvexlinse.
Die Sammellinse ist in der Mitte dicker als oben und unten. Dadurch ändert das Licht seine Richtung und trifft am Brennpunkt zusammen. Das Gegenstück zur Sammellinse ist die Zerstreuungslinse .
Strahlengang Sammellinse
Der Strahlengang einer Sammellinse beschreibt den Verlauf der Lichtstrahlen. Durch die Krümmung der Linse wird das Licht gebrochen und verändert seine Richtung. Dabei wirkt das Brechungsgesetz. Es besagt, dass sich der Eintritts- und Austrittswinkel des Lichts verändert.
Das Licht wird bei einer dicken Linse zweimal gebrochen: Als erstes, wenn das Licht links auf die Linse trifft. Und als zweites, wenn es wieder aus der Linse austritt.
Im Vergleich dazu kannst du die Lichtbrechung bei einer dünnen Linse an der Mitte der Linse einzeichnen.
Linsenarten Physik
Eine Sammellinse ist nach außen gewölbt. Deswegen nennst du sie auch konvexe Linse. Außerdem gibt es noch die konkaven Linsen, die nach innen gekrümmt sind. Das sind die Zerstreuungslinsen.
Sind beide Seiten der Sammellinse gekrümmt, nennst du das bikonvex. Ist nur eine Seite gekrümmt, sprichst du von einer plankonvexen Linse. Dasselbe gilt für die konkav gekrümmten Zerstreuungslinsen.
Ist eine Seite nach innen und die andere nach außen gewölbt, ist die Linse konkav-konvex.
Brennweite von Sammellinsen
Bei einer Sammellinse wird das Licht hinter der Linse in einem Punkt gebündelt, dem Brennpunkt. Den Abstand zwischen der Linsenmitte und dem Brennpunkt nennst du Brennweite f.
Für die Brennweite der Sammellinse gilt:
- Jede Linse hat zwei Brennpunkte. Kommt das Licht von links, liegt der Brennpunkt auf der rechten Seite. Kommt das Licht von rechts, liegt der Brennpunkt symmetrisch zur Linsenmitte auf der linken Seite.
- Die Brennweite f wird in Millimeter (mm), Zentimeter (cm) oder Meter (m) angegeben. Sammellinsen haben immer ein positives Vorzeichen, z. B. + 50 mm. Du sagst deswegen auch, dass Sammellinsen eine positive Brechung haben.
- Ist die Brennweite sehr klein, wird das Licht sehr stark durch die Linse gebrochen. Es gilt: kleine Brennweite = große Brechung.
Eine Sammellinse ist eine Linse mit positiver Brechkraft. Das bedeutet, dass parallel eintreffende Lichtstrahlen hinter der Linse in dem Brennpunkt f gebündelt werden.
Brechwert von Sammellinsen
Bei Brillen wird statt der Brennweite der Brechwert verwendet. Der Brechwert D sagt dir, wie stark der Strahlenverlauf durch eine Linse korrigiert wird. Der Brechwert wird in der Einheit 1 dpt (Dioptrie) angegeben.
Du kannst dir folgenden Zusammenhang zwischen Brennweite und Brechkraft merken:
oder 
Für den Brechwert einer Sammellinse gilt:
- Der Brechwert einer Sammellinse hat immer ein positives Vorzeichen, z.B. + 0,5 dpt.
- Je größer der Brechwert ist, desto stärker wird das Licht durch die Linse gebrochen.
Du kannst dir die Brennweite an der Weitsichtigkeit vorstellen.
Weitsichtigkeit
Das menschliche Auge wirkt im Normalfall wie eine Sammellinse, doch bei einer weitsichtigen Person liegt der Brennpunkt hinter der Netzhaut. Denn der Augapfel ist verkürzt und die Brennweite ist dadurch zu groß.
Setzt die Person nun eine Brille mit Sammellinse auf, wird das Licht gebrochen und die Brennweite verkürzt sich. Dadurch landet das Licht genau auf der Netzhaut und die Person kann wieder scharf sehen.
Bei der Kurzsichtigkeit wird hingegen eine Zerstreuungslinse verwendet. Wie sie funktioniert, erfährst du in diesem Video !
Verwendung Sammellinsen
Du kennst Sammellinsen aus dem Alltag. Hier siehst du ein paar Anwendungsbereiche für die konvexen Linsen:
- Lupen
- Brille gegen Weitsichtigkeit
- Objektive an Kameras
- Fernrohre/Teleskope
- Mikroskope
Das Auge
Jetzt kennst du dich mit der Sammellinse bestens aus und weißt, dass sie bei Weitsichtigkeit hilft. Schau dir den Aufbau vom Auge nochmal genauer an, um zu wissen, warum das Licht genau auf der Netzhaut landen muss!
