Kurzidee

5 bis 10 Minuten: man hält eine Lupe so zwischen eine Fenster und eine gegenüberliegende Wand, dass auf der Wand ein scharfes Bild des Fensters entsteht. Es können dann Entfernungen gemessen werden, die recht genau auf den Strahlensatz passen. Nebenbei bestimmten man damit auch die Brennweite einer Lupe. Das ist hier Schritt-für-Schritt erklärt.

1. Schritt

Material:

Ein Zimmer mit Fenster und gegenüberliegender Wand, tagsüber

Eine Lupe, ideal ist eine Leselupe Lupe ↗

Zum Entfernungsmessen ein Zollstock ↗

2. Schritt

Messen:

Halte die Lupe so zwischen das Fenster und die Wand, dass auf der Wand die Umrisse des Fensters gut erkennbar sind.

Miss die Höhe des Fensterbildes auf der Wand, wir kürzen sie hier mit h ab.

Miss die Entfernung der Lupe zur Wand, wir kürzen sie hier ab mit d.

Diese Entfernung von der Lupe zum scharfen Bild auf der Wand heißt auch Brennweite ↗

Miss die Enttfernung der Lupe zum Fenster, wir nennen sie hier D.

Miss die Höhe des echten Fensters, wir nennen sie hier H.

3. Schritt

Skizze:

Fertige eine nicht maßstäbliche Skizze an.

Trage die Strecken d, h, D und H in die Skizze ein.

4. Schritt

Berechnung:

Nach dem Strahlensatz sollte gelten: h:d = H:d

Überprüfe, wie gut das auf die gemessenen Werte passt.

Siehe auch Strahlensatz ↗

Kurzerklärung

Man stellt sich Licht bestehend aus Strahlen vor. Strahlen sind gerade Linien. Die Strahlen werden von der Lupe so umgelenkt, dass die Lupe letztendlich funktioniert wie eine Lochkamera. Dasselbe Ergebnis würde ein kleines Loch in einer Scheibe anstatt der Lupe ergeben. Das Licht wäre aber auf der Wand so schwach dass man es bei Helligkeit im Raum unmöglich sehen kann. Eine Lupe fängt mehr Licht ein als eine Lochkamera, erzeugt aber letztendlich dieselbe Geometrie der Abbildung. Siehe auch Lochkamera ↗