Warum gibt ein Wölbspiegel immer ein verkleinertes, aufrechtes Bild?

Die reflektierten Strahlen divergieren. Ihre Rückwärtsverlängerungen schneiden sich hinter dem Spiegel — das Bild ist virtuell und aufrecht. Das divergente Bündel gibt einen weiten Blickwinkel und einen verkleinerten Maßstab; deshalb stehen solche Spiegel in Einfahrten und als Außenspiegel.

Was bedeutet eine negative Bildweite?

Nach der üblichen Schul-Vorzeichenregel heißt di 0 (aufrechtes Bild): so beim Plan- und Wölbspiegel und beim Hohlspiegel, wenn der Gegenstand innerhalb der Brennweite liegt.

Wie zündet man mit einem Hohlspiegel Papier in der Sonne?

Parallele Strahlen werden nach dem Hohlspiegel im Brennpunkt im Abstand f = R/2 gesammelt. Das Papier legt man dorthin: die Leistungsdichte ist groß, die Temperatur steigt. Dasselbe Prinzip gilt für Sonnenkonzentratoren.

Warum nur zwei bis drei Strahlen auf dem Schema?

Die Konstruktionsstrahlen legen das Bild eindeutig fest: parallel zur Achse → durch F; zum Krümmungsmittelpunkt → in sich selbst; durch F → parallel zur Achse. Jeder andere Punkt des Gegenstands strahlt nach allen Seiten. Die paraxiale Näherung zeigt die sphärische Aberration der Randstrahlen nicht.

Reflexion des Lichts

Plan-, Hohl- und Wölbspiegel: Reflexionsgesetz und Bildkonstruktion mit Konstruktionsstrahlen.

Zum Modell

Reflexion des Lichts: Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel, beide vom Einfallslot aus gemessen. Für den sphärischen Spiegel gilt in paraxialer Näherung 1/f = 1/d_o + 1/d_i und der Abbildungsmaßstab M = −d_i/d_o, Brennweite f = R/2. Der Planspiegel gibt ein virtuelles, aufrechtes Bild gleicher Größe. Der Hohlspiegel (sammelnd) gibt je nach Gegenstandslage ein reelles oder virtuelles Bild; der Wölbspiegel immer ein virtuelles, aufrechtes und verkleinertes. Das Modell ist ein dünner idealer Spiegel ohne sphärische Aberration; auf dem Schema zwei bis drei Konstruktionsstrahlen. Man ändert Spiegeltyp, Gegenstandsweite und -höhe sowie den Krümmungsradius.

Für wen: Jahrgangsstufe 8–11: Reflexionsgesetz, Spiegel, Bildkonstruktion.

Wichtige Begriffe

Reflexionsgesetz
Brennpunkt
virtuelles Bild
reelles Bild
Spiegelgleichung
Abbildungsmaßstab
Hohlspiegel
Wölbspiegel

So funktioniert es

Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel (vom Einfallslot). Der Planspiegel gibt ein virtuelles, aufrechtes Bild. Bei sphärischen Spiegeln zeigt das Schema die Konstruktionsstrahlen und den Brennpunkt F = R/2 in paraxialer Näherung. Die Gleichung 1/f = 1/d_o + 1/d_i verbindet Gegenstands- und Bildlage.

Wichtige Gleichungen

θᵢ = θᵣ (Reflexionsgesetz)

Sphärischer Spiegel: f = R / 2

Häufige Fragen

Warum gibt ein Wölbspiegel immer ein verkleinertes, aufrechtes Bild?: Die reflektierten Strahlen divergieren. Ihre Rückwärtsverlängerungen schneiden sich hinter dem Spiegel — das Bild ist virtuell und aufrecht. Das divergente Bündel gibt einen weiten Blickwinkel und einen verkleinerten Maßstab; deshalb stehen solche Spiegel in Einfahrten und als Außenspiegel.
Was bedeutet eine negative Bildweite?: Nach der üblichen Schul-Vorzeichenregel heißt di < 0: das Bild ist virtuell, hinter dem Spiegel — dort laufen die Strahlen nicht zusammen, nur die Verlängerungen. Dann ist der Abbildungsmaßstab M > 0 (aufrechtes Bild): so beim Plan- und Wölbspiegel und beim Hohlspiegel, wenn der Gegenstand innerhalb der Brennweite liegt.
Wie zündet man mit einem Hohlspiegel Papier in der Sonne?: Parallele Strahlen werden nach dem Hohlspiegel im Brennpunkt im Abstand f = R/2 gesammelt. Das Papier legt man dorthin: die Leistungsdichte ist groß, die Temperatur steigt. Dasselbe Prinzip gilt für Sonnenkonzentratoren.
Warum nur zwei bis drei Strahlen auf dem Schema?: Die Konstruktionsstrahlen legen das Bild eindeutig fest: parallel zur Achse → durch F; zum Krümmungsmittelpunkt → in sich selbst; durch F → parallel zur Achse. Jeder andere Punkt des Gegenstands strahlt nach allen Seiten. Die paraxiale Näherung zeigt die sphärische Aberration der Randstrahlen nicht.

Machen Sie mit verwandten Themen in dieser Kategorie weiter — oder alle 50 in „Optik und Licht“.

Ganze Kategorie →

BeliebtSchule

Linsen: Bildkonstruktion

Simulation starten

Sammel- und Zerstreuungslinsen: Strahlengang und Konstruktion von reellem und virtuellem Bild.

NeuSchule

Linsengleichung

Simulation starten

Gaußsche Form 1/f = 1/d_o + 1/d_i; Hyperbel d_i(d_o), Pol bei d_o = f, Schema und 1/d-Kontrolle.

NeuSchule

Flüstergalerie

Simulation starten

Kreisförmiger Spiegel: flache Sehnen sammeln sich nach der Reflexion gegenüber der Quelle. Geometrische Optik, keine Wellen.

NeuSchule

Fermat-Prinzip

Simulation starten

Optische Weglänge OPL = n₁AP + n₂PB über den Einfallspunkt; das Minimum ist der Weg nach dem Brechungsgesetz.

NeuSchule

Optische Bank

Simulation starten

Bis zu vier Elemente auf einer Achse: dünne Linsen, senkrechte Spiegel, Keil mit konstanter Ablenkung δ. Paraxialer Strahlengang.

NeuSchule

Kaustiken in der Kaffeetasse

Simulation starten

Ein Parallelbündel wird an einem Kreisbogen der Tasse reflektiert; auf der „Tisch“-Linie sieht man die Strahldichte — eine helle Nephroide-Kaustik.

Reflexion des Lichts

Zum Modell

So funktioniert es

Wichtige Gleichungen

Häufige Fragen

Ähnliche Simulationen

Linsen: Bildkonstruktion

Linsengleichung

Flüstergalerie

Fermat-Prinzip

Optische Bank

Kaustiken in der Kaffeetasse

Reflexion des Lichts

Zum Modell

So funktioniert es

Wichtige Gleichungen

Häufige Fragen