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Physik

Je weiter weg, desto ...: Regeln für Linsenbilder

Die Lage und Größe des Bildes hängen von der Gegenstandsweite ab. Je kleiner die Gegenstandsweite, desto größer das Bild und desto weiter entfernt liegt es.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann Je-desto-Aussagen zu Linsenbildern formulieren.
  • Ich kann sie mit bekannten Strahlenverläufen begründen.
  • Ich kann Messwerte auswerten.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Strahlengänge an Linsen zeichnen, Echte und scheinbare Bilder

Bei einer Sammellinse mit f = 10 cm verschiebt man den Gegenstand und sucht das scharfe Bild. Beispielwerte: g = 30 cm, b = 15 cm. g = 20 cm, b = 20 cm. g = 15 cm, b = 30 cm. Das Verhältnis b : g gibt an, wie viel größer das Bild ist als der Gegenstand: 0,5 bei g = 30 cm, 1 bei g = 20 cm, 2 bei g = 15 cm. Daraus folgt eine Je-desto-Regel: Je kleiner die Gegenstandsweite, desto größer die Bildweite und desto größer das Bild. Die Begründung liefern die Strahlen: Rückt der Gegenstand näher an den Brennpunkt, verlaufen die Strahlen nach der Linse flacher, treffen sich später und das Bild liegt weiter hinten und ist größer. Befindet sich der Gegenstand genau im Brennpunkt (g = f), laufen die Strahlen parallel und es entsteht kein Bild. Innerhalb der Brennweite entsteht das virtuelle, aufrechte, vergrößerte Bild der Lupe.

Ausgedachte Messwerte bei f = 10 cm.
Gegenstandsweite gBildweite bVerhältnis b : gBild
30 cm15 cm0,5verkleinert
20 cm20 cm1gleich groß
15 cm30 cm2vergrößert

Bildgröße berechnen

  1. Gegenstand G = 12 cm.
  2. g = 15 cm, b = 30 cm.
  3. b : g = 2.
  4. B = 12 cm · 2 = 24 cm.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Gegenstand nah: Bild groß.

Gegenstand weit: Bild klein.

Im Brennpunkt: kein Bild.

Ein Beispiel

Beispiel

Wenn du ein Foto aus der Nähe machst, ist das Motiv groß im Bild. Aus großer Entfernung erscheint es klein.

Schritt für Schritt

Du formulierst eine Regel.

  1. Lies die Tabelle.
  2. Vergleiche zwei Zeilen.
  3. Sprich: Je ..., desto ...
  4. Begründe mit Strahlen.

Mit einem Bild erklärt

g wird kleinerb wird größerBild wird größer

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

g = 30 cm, b = 15 cm. Das Verhältnis b : g gibt an, wie groß das Bild im Vergleich zum Gegenstand ist. Wie viel Prozent der Gegenstandsgröße hat das Bild?

Zeig mir den ersten Schritt

15 : 30 = 0,5.

Lösung ansehen

Lösung: 50

0,5 = 50 %.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Der Gegenstand ist 12 cm groß. Es ist b : g = 2. Wie groß ist das Bild in cm?

Zeig mir den ersten Schritt

12 · 2.

Lösung ansehen

Lösung: 24

12 · 2 = 24 cm.

Tipp: Schreibe zuerst eine Tabelle mit g und b. Rechne dann b : g. Sprich die Regel mit je ... desto ... aus.

Merksatz: Je kleiner g (größer als f), desto größer b und desto größer das Bild. Bei g = f entsteht kein Bild.

Typischer Fehler: Oft wird gedacht, ein Gegenstand weiter weg erzeuge ein größeres Bild. Bei einer Sammellinse ist es umgekehrt.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie lautet die Je-desto-Regel?
Lösung ansehen

Lösung: Je kleiner die Gegenstandsweite, desto größer das Bild.

Frage 2 Im Brennpunkt (g = f) entsteht ein scharfes Bild auf dem Schirm.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Was entsteht bei g kleiner als f?
Lösung ansehen

Lösung: Ein virtuelles, aufrechtes, vergrößertes Bild

Frage 4 Bei g = 20 cm ist b = 20 cm. Wie viele cm sind Gegenstand und Schirm voneinander entfernt?

Zeig mir den ersten Schritt

g + b = 20 + 20.

Lösung ansehen

Lösung: 40

20 cm + 20 cm = 40 cm.

Geschafft

Je näher der Gegenstand am Brennpunkt, desto größer und weiter hinten das Bild. Bei g = f entsteht kein Bild, innerhalb von f ein virtuelles.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Linsenbilder genau untersuchen

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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