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Was ist eine Sammellinse?

Die Sammellinse bildet zusammen mit ein paar anderen Linsen quasi die Basis der Optik und deren Erforschung. Sie spielt trotz ihrer verhältnismäßig einfachen Funktionsweise eine extrem wichtige Rolle, auf welche wir im Folgenden eingehen.

Sammellinsen bestehen in ihrer Grundform aus Glas, welches extrem rein sein muss, damit sich keine ungewünschten Brechungen des Lichtes ergeben. Es gibt drei verschiedene Ausführungen der Sammellinse:

  1. Plankonvex: Die eine Seite der Linse ist plan (“glatt”) geschliffen und die andere Seite rund, wodurch parallel einfallende Lichtstrahlen erst beim Austreten aus der Linse zum Brennpunkt gebrochen werden
  2. Bikonvex: Bei dieser Schliffart sind bei Seiten der Linse entweder nach außen, oder nach innen gewölbt
  3. Konkav-konvex: Beide Seiten sind in die gleiche Richtung gewölbt
Sammellinse

Bikonvex, Plankonvex, Konkav-konvex

 

Sammellinsen werden auch Kollimator-, Konvex- oder Positivlinse genannt, da sie eine positive Brechkraft besitzen, was bedeutet dass alle Strahlen in einem Punkt gebündelt, und nicht nach außen zerstreut werden. Damit wird aus einem parallelen Lichtbündel ein konvergentes, das heißt zusammenlaufendes gemacht.

Strahlengang Sammellinse

Quelle: Wikipedia

Wofür werden Sammellinsen benötigt?

Sammellinsen finden ihren Platz in unzähligen optischen Geräten, wie zum Beispiel Lupen, Mikroskopen, Kameras oder ähnlichem. Im Mikroskop zum Beispiel sorgt die Linse dafür, dass das Objekt erstmalig abgebildet wird, wobei ein ‘reelles Zwischenbild’ erzeugt wird, welches dann abermals durch das Okular und das Objektiv vergrößert werden kann.

Auf diese Weise lassen sich in einem Mikroskop auch solch hohe Vergrößerungen erreichen von bspw. bis zu 2000x. Die wohl einfachste Anwendung einer Sammellinse ist die Lupe, da diese quasi nur aus einer einzigen Sammellinse besteht. Die Lupe vergrößert das Bild indem sie die Strahlenbündel zum Brennpunkt hin bricht, diese von dort aus allerdings weiter auseinander laufen und das abgebildete Objekt immer größer erscheint, je weiter man mit dem Auge vom Brennpunkt entfernt ist.