Modell eines Fernrohrs - Experiment

Cover

Aufgabenstellung

Baue ein Modell eines astronomischen Fernrohrs auf. Untersuche wie dessen Teile zusammenwirken.

Vorbetrachtungen

Theoretische Grundlagen

Fernrohre werden verwendet um Bilder von weit entfernten Gegenständen zu erzeugen. Dabei handelt es sich um optische Geräte, welche aus verschiedenen Linsen bestehen, dem Okular und dem Objektiv. Durch eine Veränderung des Abstands der Linsen zueinander kann ein scharfes, vergrößertes Bild von zum Beispiel einem Himmelskörper erzeugt werden, auf dem mehr Details sichtbar sind.

Versuchsaufbau/Schaltplan

Verwendete Geräte

• Optische Profilbank
• Messband
• Linse auf Reiter, f= +100mm
• Linse auf Reiter, f= +50mm
• Schirm, weiß
• Teelicht
• Streichhölzer
• Erdmodell
• Tisch mit Stiel
• Reiter für Optische Profilbank

Durchführung

Beschreibung der Versuchsdurchführung

Aufbau

• Maßband in die optische Bank hinein schieben
• Befestigung des Reiters einschließlich Tisch mit Stiel auf optischer Bank
• Schirm bei ca. 40cm auf optische Bank setzen
• Linse mit f= +100mm ca. 30cm auf optische Bank setzten
• Teelicht auf Tisch stellen und mit Streichhölzern anzünden

Durchführung

• Verschiebung der Linse bis ein scharfes Bild der Flamme auf dem Schirm entsteht
• Entfernung der Kerze und des Tisches mit Stiel
• Einsetzen von Modell Erde in Reiter
• Ersetzen des Schirms durch Linse mit f= +50mm
• Eventuelle Justierung der Linsen
• Messung der Abstände der Linsen zum Erdmodell

Beobachtung/Messwertaufnahme

Beobachtung Kerze

Die Flamme der Kerze ist auf dem weißen Schirm umgekehrt und seitenverkehrt.

Beobachtung Erdmodell

Beim Durchschauen durch das Okular (f= +50mm) sieht man einen vergrößertes, seitenverkehrtes Bild eines Ausschnitts des Erdmodells. Außerdem tritt am Rand eine chromatische Aberration auf.

Video

Link: YouTube:Modell eines Fernrohrs - Experiment

Informationen zum Video

Experiment Nr.:	54
Veröffentlicht am:	22.10.2017
Dateiname:	54.mp4
Länge:
Maximale Dateigröße:
Videoqualität:	SD, HD, 2k
Lizenz:	CC0 1.0 Universell (CC0 1.0) Public Domain Dedication

Auswertung

Messwertaufnahme

Abstand zwischen Objektiv und Okular: s= 24,4cm.

Abstand von Objektiv zu Erdmodell: s= 22,3cm.

Erklärung

In das Objektiv (Sammellinse, f= +100mm) des Fernrohrs treten die von dem Erdmodell ausgehenden Strahlen ein. Dabei entsteht hinter der Linse ein verkleinertes, seitenvertauschtes, umgekehrtes, reelles Bild. Dieses wird als Zwischenbild bezeichnet. Durch das Okular (Sammellinse, f= +50mm) wird das Zwischenbild, wie bei einer Lupe, vergrößert. Es entsteht ein vergrößertes, virtuelles Bild. Insgesamt sieht man deshalb ein vergrößertes, seitenvertauschtes, umgekehrtes, virtuelles Bild des Erdmodells unter einem größeren Sehwinkel als demjenigen, unter dem man es ohne das Fernrohrmodell sehen würde.

Fehlerbetrachtung

Chromatische Aberration

Am Rand der Linsen wurde Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen verschieden stark in seine spektralen Bestandteile aufgespalten. Dadurch entstehen Farbsäumen am Bildrand.

Seitenvertauschtes und umgekehrtes Bild

Durch den Strahlenverlauf des Lichts durch die beiden Sammellinsen (Okular, Objektiv) entsteht ein seitenverkehrtes Bild. Bei astronomischen Beobachtungen stellt dieser Fehler kein Problem Problem dar.