Was sind konkave und konvexe Linsen?

Warum gibt es Konvex- und Konkavlinsen, was sind ihre Unterschiede, wozu werden sie verwendet?

Was sind konkave und konvexe Linsen?

Verschiedene konvexe und konkave Linsen

In der Optik beschäftigen sich Wissenschaftler mit den Eigenschaften und der Ausbreitung des Lichtes. Licht breitet sich in einem Medium geradlinig aus (das Medium ist ein Stoff, welcher das Licht hindurch läßt). Ein solches Medium kann z.B. die Luft oder Glas oder Wasser sein. Eine der interessanten Eigenschaften des Lichtes ist die Tatsache, daß Licht aus seiner geraden Bahn abgelenkt werden kann. Wenn Licht aus einem Medium in ein anderes Medium übergeht, dann kann es von seinem geradlinigen Weg abgelenkt werden. Diesen Vorgang nennt man Lichtbrechung (oder nur Brechung).

Die Lichtbrechung nutzt man bei optischen Linsen. Eine Linse läßt sich am besten beschreiben als ein durchsichtiger Körper, der von zwei Kugelabschnitten begrenzt ist. Eine nach außen gewölbte Linse nennt man "konkav", eine nach innen gewölbte Linse "konvex".

Konvexe Linsen
Nach außen gewölbte Linsen werden auch Sammellinsen genannt. Parallele Lichtstrahlen werden hinter der Linse in einem "Brennpunkt" zusammengeführt, "gesammelt". Daher der Begriff Sammellinse. Sind beide Linsenseiten nach außen gewölbt, dann nennt man diese Linse auch "bikonvex". Ist eine Seite nicht gewölbt, also "plan", dann nennt man sie "plankonvex".

Die Brennweite ist der Abstand des Brennpunktes von der Linsenmitte und hat einen positiven Wert. Der Kehrwert der Brennweite ist die "Brechkraft" (Einheit: Dioptrie), sie hat bei konvexen Linsen daher ebenfalls einen positiven Wert ("Plusgläser"). Je höher eine positive Dioptrienzahl ist, desto mehr vergrößert die Linse. Konvexe Linsen werden z.B. zum Korrigieren einer Weitsichtigkeit sowie als Lupen ("Vergrößerungsglas") genutzt. Daneben finden sie Verwendung in Mikroskopen oder Fotoobjektiven.

Konkave Linsen
Nach innen gewölbte Linsen werden auch Zerstreuungslinse genannt. Parallele Lichtstrahlen werden hinter der Linse "zerstreut", also voneinander weggeführt. Sind beide Linsenseiten nach innen gewölbt, dann nennt man diese Linse auch "bikonkav". Ist eine Seite nicht gewölbt, also "plan", dann nennt man sie "plankonkav".

Die Einzelstrahlen stammen alle scheinbar aus einem Fokus vor der Linse. Daher wird der Abstand von der Linsenmitte zu diesem scheinbaren Brennpunkt als negative Brennweite angegeben. Die Brechkraft (in Dioptrien) hat bei konkaven Linsen daher ebenfalls einen negativen Wert ("Minusgläser"). Konkave Linsen werden zum Korrigieren der Kurzsichtigkeit sowie in verschiedenen optischen Instrumenten verwendet.

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