Klasse 7 › Physik › Optik: Linsen, Auge und Schatten
Wie funktioniert eine Lupe?
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Eine Lupe ist eine Sammellinse: in der Mitte dicker als am Rand. Parallele Lichtstrahlen treffen sich hinter ihr im Brennpunkt, der Abstand dorthin heißt Brennweite. Liegt etwas näher an der Lupe als die Brennweite, siehst du es vergrößert und aufrecht. Ist es weiter weg, kippt das Bild und steht auf dem Kopf.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Die Sammellinse
Eine Lupe ist eine Sammellinse: in der Mitte dicker als am Rand. Parallel einfallendes Licht wird von ihr so gebrochen, dass es sich hinter der Linse in einem Punkt trifft – dem Brennpunkt F. Der Abstand von der Linse bis zum Brennpunkt heißt Brennweite f. Liegt ein Gegenstand näher an der Linse als die Brennweite, siehst du durch die Lupe ein vergrößertes, aufrechtes Bild. Ist er weiter weg als die Brennweite, kippt das Bild: Es steht auf dem Kopf.
Parallele Strahlen treffen sich im Brennpunkt
Eine Sammellinse hat auf jeder Seite einen Brennpunkt im Abstand f.
So entsteht das Bild in der Lupe
Der Gegenstand G liegt innerhalb der Brennweite. Das Auge verlängert die Strahlen nach hinten und sieht ein vergrößertes, aufrechtes Bild B.
Wo liegt der Gegenstand?
| Abstand zur Linse | Was du siehst |
|---|---|
| kleiner als f | vergrößert und aufrecht – so wirkt die Lupe |
| genau f | kein scharfes Bild |
| größer als f | umgekehrt: Das Bild steht auf dem Kopf |
Typische Falle
- Falsch: Eine Lupe vergrößert immer, egal wie weit sie weg ist.
- Richtig: Nur, wenn der Gegenstand innerhalb der Brennweite liegt.
- Faustregel: Vergrößerung ≈ 25 cm : f. Eine Lupe mit f = 5 cm vergrößert etwa 5-fach.
Vorsicht
- Nie durch eine Lupe in die Sonne schauen – das zerstört die Netzhaut.
- Eine Lupe bündelt Sonnenlicht und kann Papier oder trockenes Gras entzünden.
- Darum keine Lupe und keine Glaskugel in der Sonne liegen lassen.
Üben
4 Aufgaben
Eine Lupe hat f = 10 cm. Siehst du ein aufrechtes, vergrößertes Bild oder ein umgekehrtes? Schreib vergrößert oder umgekehrt.
- Briefmarke 6 cm vor der Lupe:
- Zeitung 15 cm vor der Lupe:
- Ameise 3 cm vor der Lupe:
- Baum 20 m vor der Lupe:
Rechne mit der Faustregel: Vergrößerung ≈ 25 cm : f.
- f = 5 cm → -fach
- f = 10 cm → -fach
- f = 2,5 cm → -fach
- Eine Lupe vergrößert 4-fach. Ihre Brennweite ist etwa cm.
Ergänze die Fachwörter und Werte.
- Die Linse ist in der Mitte dicker als am Rand: Sie ist eine .
- Parallele Strahlen treffen sich hinter der Linse im .
- Der Abstand von der Linse bis zu diesem Punkt heißt .
- Du bildest das Fenster auf der anderen Zimmerseite scharf auf ein Blatt ab. Das Blatt ist 8 cm von der Lupe entfernt: f ≈ cm
Stimmt das? Kreuz an.
- Eine Lupe vergrößert immer, egal wie weit der Gegenstand weg ist.
- Im Brennpunkt einer Lupe kann Sonnenlicht Papier entzünden.
- Parallele Strahlen treffen sich hinter einer Sammellinse im Brennpunkt.
- Eine Lupe mit f = 10 cm vergrößert stärker als eine mit f = 5 cm.
- Mit einer Lupe darf man kurz in die Sonne schauen.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Eine Lupe vergrößert immer? Falsch. Halt sie mal weit weg.
Erklärung
Eine Lupe ist eine Sammellinse: in der Mitte dicker als am Rand. Paralleles Licht wird gebrochen und trifft sich hinter der Linse. Dieser Punkt heißt Brennpunkt F. Sein Abstand zur Linse ist die Brennweite. Messen: Bild ein helles Fenster scharf auf einem Blatt ab.
Der Abstand von Lupe zu Blatt ist etwa die Brennweite. Jetzt als Lupe: Die Ameise liegt näher als die Brennweite. Dein Auge verfolgt die Strahlen zurück und sieht dort eine große Ameise. Vergrößert und aufrecht: So wirkt eine Lupe.
Liegt die Schrift weiter weg als die Brennweite, kippt das Bild. Jetzt steht alles auf dem Kopf. Das ist kein Fehler der Lupe. Die Grenze ist die Brennweite: davor groß, dahinter kippt das Bild. Faustregel: Vergrößerung etwa fünfundzwanzig Zentimeter durch die Brennweite.
Kleinere Brennweite heißt stärkere Lupe: Fünf Zentimeter vergrößern fünffach.
Beispiele
Zweites Beispiel: eine Lupe mit zehn Zentimetern Brennweite. Sie vergrößert etwa fünfundzwanzig durch zehn, also zweieinhalbfach. Ein Buch vier Zentimeter darunter: näher als zehn, also groß und aufrecht. Hebst du die Lupe auf dreißig Zentimeter, ist das weiter als zehn.
Dann siehst du die Schrift klein und auf dem Kopf. Probier es aus: Heb die Lupe langsam an, bis das Bild kippt. Nie mit einer Lupe in die Sonne schauen: Das zerstört die Netzhaut. Und keine Lupe in der Sonne liegen lassen. Sie kann Papier entzünden.
Dein Zug
Dein Zug: Brennweite fünf Zentimeter, Schrift drei Zentimeter darunter. Wie sieht sie aus? Groß und aufrecht.
Zum Schluss
Näher als die Brennweite: groß und aufrecht. Weiter weg: auf dem Kopf. Merk dir: Als Sammellinse vergrößert die Lupe nur innerhalb ihrer Brennweite. Zum Üben: Halt eine Lupe über Schrift und verändere den Abstand. Nächste Frage: Was ist der Unterschied zwischen kurzsichtig und weitsichtig?
Danach
