Warum wird ein Lichtstrahl beim Austritt aus einer Linse nicht wieder gebeugt?

Lehrbuchdarstellung für Licht, das durch eine konvexe Linse fällt

Dieses Bild ist eine Darstellung für Licht, das durch eine konvexe Linse fällt. Es zeigt Licht, das von der Luft ins Glas eindringt . Wenn das Licht in das Glas eintritt, können wir sehen, dass es sich zur Normalen biegt. Wenn nun der Lichtstrahl das Glas verlässt und wieder in die Luft eintritt, sehen wir keine Brechung.

Was ich erwarte:

Der Lichtstrahl sollte sich von der Normalen wegbiegen, sobald er das Glas verlässt, da er von einem optisch dichteren Medium zu einem dünneren Medium übergeht.

Ist es nur eine schlechte Darstellung oder die Biegung ist vernachlässigbar oder verstehe ich etwas falsch?

Ihr Bild verwendet die "Thin Lens Approximation"; Beachten Sie, dass die "Ecken" der Lichtstrahlen nicht ganz auf beiden Oberflächen des Glases liegen. Nützliche Suchbegriffe: Linsenherstellergleichung, plankonvexe Linse oder sogar plankonkave Linse.
Dieses Diagramm ist sehr schlecht gezeichnet. Es repräsentiert nicht die Realität.
Danke für die Hilfe. Um eine ungefähre Vorstellung davon zu bekommen, wie eine Linse ein Bild erzeugt, haben wir uns entschieden, dieses Zeug nicht zu zeichnen, was es ungeschickt macht, aber es wird berücksichtigt, wenn wir die Linsengleichung formulieren
Woher ist das Diagramm? Wenn es keinen besonderen Grund gibt, geben Sie bitte immer Ihre Quellen an.
@ACuriousMind Dieses Bild enthält ein Copyright-Symbol und einige Buchstaben als hellgraues Wasserzeichen. Es sieht aus wie NEIN. Wie in KEIN Kopieren. Ich vermute eine Urheberrechtsverletzung.
@ACuriousMind siehe google.com/… und versuchen Sie es mit der umgekehrten Bildsuche. Dieses Diagramm ist nahezu identisch mit wahrscheinlich Hunderten anderer Bilder, die dasselbe zeigen (Biegung in der Mitte).
@DavidHammen Ich glaube, es ist NCERT , das Lehrbücher für das National Board in Indien (CBSE) veröffentlicht.
Wenn Sie Ihr Bild genau betrachten, biegt sich das Licht nicht beim Ein- oder Austritt, sondern in der Mitte der Linse.
@DavidHammen Diese Verwendung des Bildes kann in einigen Gerichtsbarkeiten durch eine Fair-Dealing-Ausnahme für "Kritik oder Rezension" oder ähnliches abgedeckt sein, aber wahrscheinlich nur, wenn die Quelle ordnungsgemäß angegeben wird.

Antworten (4)

Sie sollten sich technisch wegen der Brechung "biegen", und eine genauere Zeichnung wäre diese :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aber Zeichnungen wie die, die Sie zeigen, zeigen Ihnen normalerweise nur den Nettoeffekt des Objektivs, dh das Objektiv wird als Black Box und nicht als eine Reihe von Schnittstellen behandelt.

Bei der Herleitung der Dünnlinsengleichung werden jedoch sowohl gekrümmte Flächen, Brechungsindizes als auch Krümmungsradien berücksichtigt.

Du hast Recht. Die in Ihrer Frage gezeigte Zeichnung ist ziemlich schlecht.

Hier ist eine viel bessere Zeichnung, die die Strahlenbrechung an beiden konvexen Oberflächen korrekt zeigt. Die Strahlen biegen sich beim Eintritt in das Glas in Richtung der Normalen. Und sie biegen sich beim Verlassen des Glases vom Normalen ab.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
(Bild von Toppr - Convex Lens )

Aber führt die Ober- und Unterseite des Objektivs nicht zu vielen Verzerrungen / Aberrationen?
Ich finde die Zeichnung nicht schlecht. Es ist ein einfacher und schneller Weg, um ein qualitatives Ergebnis zu erzielen. Es ist schließlich ein Modell.
Ich stimme @infinitezero zu - die Originalzeichnung ist gut für das, wofür sie bestimmt ist. Ich bin schuldig, meine eigenen Diagramme mit fremden Details zu überladen, aber selbst ich würde die Strahlen, die durch eine Linse gehen, nicht genau zeichnen - zumal ich oft Achromaten illustriere
@PeterMortensen mit Sicherheit gibt es für jede sphärische Linse eine Fokusunschärfe, sowohl seitlich als auch in Längsrichtung. Aber hier denke ich, dass das OP mit den paraxialen, monochromatischen Annäherungen zufrieden sein wird.

Dieses Diagramm zeigt die sogenannte "Thin Lens" -Näherung.

Im wirklichen Leben haben Linsen eine Dicke, und Lichtstrahlen werden sowohl beim Eintreten als auch beim Verlassen des Materials gebrochen. In der Praxis ist diese Dicke jedoch im Vergleich zur Brennweite der Objektive sehr gering. Ignorieren macht die Gleichungen viel einfacher.

Daher neigen Physiker in einführenden Diskussionen über Optik dazu, die Näherung der „dünnen Linse“ zu verwenden: Stellen Sie sich vor, dass die Linse keine Dicke hat und nur eine Ebene ist, die den Winkel jedes Lichts, das sie berührt, auf magische Weise ändert. Dies macht es einfacher, die wichtigsten Eigenschaften von Objektiven zu diskutieren (wie sie Licht fokussieren oder unfokussieren, um Bilder zu machen), ohne sich durch kleinere Details zu verzetteln.

Genau das passiert in diesem Bild: Der Diagrammzeichner tut so, als ob das Licht nur einmal gebrochen wird, wenn es die magische Ebene passiert, anstatt zweimal, wenn es in das Glas eintritt und es wieder verlässt.

(Natürlich ist die Annäherung an dünne Linsen wie jede Annäherung nicht perfekt. Wenn Sie die tatsächlichen Details des Linsenmaterials ignorieren, können Sie Dinge wie chromatische Aberration nicht vorhersagen. Daher wird diese Annäherung hauptsächlich verwendet, um eine Intuition für die Funktionsweise von Linsen zu bekommen , und wird beispielsweise nicht zur Herstellung echter Objektive für Kameras verwendet.)

Sie können sich eine konvex-konvexe Linse als (ungefähr) ein Prisma über dem anderen vorstellen. Die Lichtstrahlen werden an beiden Luftgrenzflächen gebeugt.

Warum wird ein Lichtstrahl beim Austritt aus einer Linse nicht wieder gebeugt?
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