Ich habe eine sehr grundlegende Frage zur Optik, inspiriert von diesem Artikel der Universität Stanford, der eindeutig besagt, dass man eine Lichtquelle durch eine Maske in der Mitte einer Linse sehen sollte, wenn sich der Beobachter im Brennpunkt befindet:
OK, Sie sind während einer Mondfinsternis auf dem Mond. Schau zurück auf die Erde. Für Ihr Auge ist die Erde eine schwarze Scheibe mit einem hellen Ring darum. [...] Ja, die Erde [...] wirkt wie eine große Linse! [...] Wenn Sie auf dem Mond wären und der Mond tatsächlich im Brennpunkt unserer Erdlinse wäre, würden Sie beim Rückblick auf die Erde den hellen Ring um den schwarzen Kreis der Erde sehen, aber dort wäre auch ein heller Fleck genau in der Mitte der schwarzen Scheibe der Erde. Dieser Punkt ist das fokussierte Licht des beleuchteten Atmosphärenrings. Habe es? Glänzend!
Um dies zu testen, habe ich eine Lupe gekauft und eine Maske (ein Hindernis) darauf gelegt, die halb so groß ist wie die Linse. Ich habe einen Lichtquellenpunkt im Unendlichen entlang der optischen Achse und wie erwartet ein Bild davon (einen anderen Lichtpunkt) in der Brennweite auf der anderen Seite der Linse. Dann habe ich mein Auge genau auf die Position dieses Bildpunktes gesetzt und auf die Linse geblickt. Ich glaube, ich habe genau das im Artikel vorgestellte Setup nachgebaut.
Zuerst war ich froh zu sehen, dass die ringförmige Linse um die Maske gleichmäßig von dem dahinter liegenden Quellpunkt beleuchtet wurde, wie im Artikel beschrieben. Aber während ich erwartet hatte, den Punkt "durch" die Maske zu sehen, blockierte die Maske nur ... das Licht und es gab absolut keinen hellen Fleck in der Mitte. Meine Frage ist einfach: Warum können wir den Punkt in der Mitte der Sperrmaske nicht sehen, wenn sich unser Auge im Brennpunkt befindet? Liege ich falsch oder ist dieser Artikel falsch?
Wenn Sie die Strahlen zeichnen, werden Sie sehen, dass, wenn Ihr Auge im Fokus ist, keine Strahlen in Ihr Auge in einer Linie mit der Mitte der Linse (und mit der Punktquelle) eintreten. Strahlen von der Quelle nähern sich dem Fokus aus allen Richtungen und nähern sich somit Ihrem Auge aus allen Richtungen. Sie können eine Punktquelle im Unendlichen nur sehen , wenn die Strahlen parallel sind.
Wenn Sie erwartet haben, die Punktquelle im Fokus zu sehen , wenn Sie Ihr Auge dort platzieren, funktioniert das (wie Sie festgestellt haben) ebenfalls nicht. Im Wesentlichen bildet die Linse ein Bild der Punktquelle im Linsenfokus. Wenn Sie Ihr Auge auf den Fokus richten, ist es, als würden Sie Ihr Auge auf die Punktquelle richten, und Ihr Auge kann einfach nicht auf etwas so Nahes fokussieren.
S. McGrew