Part 30

~a) f = 1,4 _m_, a = 3,5 _m_, G = 20 _cm_;~ ~b) f = 0,6 _m_, a = 4 _mm_, G = 0,3 _mm_;~ ~c) f = 3 _cm_, a = 5 _cm_, G = 1,4 _cm_;~ ~d) f = 30 _cm_, a = 2 _m_, G = 2,4 _cm_;~ ~e) f = 10 _cm_, a = 6 _cm_, G = 0,20 _cm_;~ ~f) f = 10 _cm_, a = 12 _cm_, G = 0,2 _cm_.~

212. Bilder negativer Linsen.

[Abbildung: Fig. 286.]

Für Linsen mit ^negativer^ Brennweite gilt dieselbe Gleichung, nur hat ~f~ einen negativen Wert. Demnach

1 1 1 ~- = - - - -~. b f a

Hieraus folgt: Solange ~a~ positiv ist, also #wenn der leuchtende Punkt vom Unendlichen bis zur Linse rückt#, ist ~b~ stets negativ, das Bild liegt vor der Linse und ist virtuell; und da für ~a = ∞~, ~b = - f~, und für ~a = 0~, ~b = 0~ wird, #so rückt das Bild vom Brennpunkt an die Linse; es ist verkleinert und aufrecht#. In Fig. 286 ist zuerst gezeichnet, wie die von ~L~ herkommenden Strahlen durch die negative Linse (zweimal) so gebrochen werden, daß sie nach der Brechung divergieren, wie wenn sie von einem Punkte ~B~ vor der Linse herkämen.

In der zweiten Figur ist das Bild ~BB′~ konstruiert: ~I~ parallel der Achse, geht nach der Brechung so, wie wenn es von ~F₁~ herkäme; ~II~ geht durch die Mitte der Linse ungebrochen weiter; ~III~ geht so, wie wenn es durch ~F₂~ gehen wollte und wird so gebrochen, daß es parallel der Achse wird.

In der dritten Figur ist dargestellt, wie Lichtstrahlen, welche konvergent auf die Linie treffen, so wie wenn sie auf einen hinter der Linse zwischen der Linse und ~F₂~ liegenden Punkt ~L~ hingehen wollten, so gebrochen werden, daß sie sich in einem Punkte ~B~ treffen. In diesem Fall ist ~a~ negativ und kleiner als ~f~; dann wird ~b~ + und größer als ~f~. Z. B. ~f~ = -27, ~a~ = -21,7; dann ist ~b~ = 110.

In der vierten Figur ist dargestellt, wie Lichtstrahlen, welche auf einen hinter der Linse hinter ~F₂~ liegenden Punkt ~L~ konvergieren, so gebrochen werden, daß sie divergieren, wie wenn sie von einem vor der Linie liegenden Punkte ~B~ herkämen. In diesem Falle ist ~a~ negativ und größer als ~f~, dann wird ~b~ negativ, z. B. ~f~ = -27; ~a~ = -60, gibt ~b~ = -40.

Barrow (~†~ 1677) gab eine geometrische Methode an, um bei jeder Linse die Lage des Bildes zu finden für jede Lage des l. P. Cavalieri stellte 1647 die erste Brennpunktsgleichung für Glaslinsen auf.

213. Das Auge als optischer Apparat.

[Abbildung: Fig. 287.]

Der ^Augapfel^ ist eingehüllt von der ^harten Haut^, welche undurchsichtig, außen weiß, innen geschwärzt und lederartig hart ist. Vorn ist ein Teil derselben ersetzt durch die ^Hornhaut^, welche durchsichtig und etwas stärker gewölbt ist. Das Innere des Auges ist durch die ^Regenbogenhaut^ in zwei Teile geschieden: die vordere, kleinere ^Augenkammer^ ist angefüllt mit einer klaren, ^wässerigen Flüssigkeit^, die ^hintere, größere Augenkammer^ ist mit einer gallertartigen Masse gefüllt, die ganz klar ist, das Licht stark bricht und ^Glaskörper^ heißt. In der hinteren Augenkammer sitzt gleich hinter der Regenbogenhaut die ^Kristallinse^, eine klare, das Licht stark brechende, positive Linse von kurzer Brennweite, bestehend aus einer knorpelähnlichen durchsichtigen Masse. Die Regenbogenhaut, ^Iris^, ist undurchsichtig, vorn braun oder blau oder grau, und hat in der Mitte eine Öffnung, das ^Sehloch oder die Pupille^, durch welches Licht ins Auge dringt. Sieht man ins Dunkle, so erweitert sich die Pupille, um viel Licht eindringen zu lassen; sieht man ins Helle, so verengt sie sich, spielt also die Rolle einer ^Blende^. Die hintere Wand der Augenkammer ist mit der Netzhaut (~retina~) ausgekleidet, in welcher sich der ^Sehnerv^ verbreitet; dieser kommt vom Gehirne, dringt seitwärts ins Auge ein, zerteilt sich in seine einzelnen, sehr zahlreichen Fasern, und diese endigen in sehr dünnen Stäbchen und Zapfen, die dicht neben einander stehend dem Lichte ihre Enden zukehren. Werden diese Nervenenden vom Lichte getroffen, so empfinden wir das Licht, wir sehen.

Die Lichtstrahlen werden durch Hornhaut und Kristallinse gebrochen und in einem Punkt hinter der Linse vereinigt. Liegt der Bildpunkt genau auf der Netzhaut, so sehen wir den Punkt klar und deutlich, liegt aber das Bild vor oder hinter der Netzhaut, so wird nicht bloß ein Punkt, sondern eine ganze Fläche (^Zerstreuungskreis^) der Netzhaut von den Lichtstrahlen getroffen; das Auge empfindet noch Licht und Farbe, aber nicht mehr deutlich, sondern verwaschen, verschwommen.

#Wir sehen einen Gegenstand nur dann deutlich, wenn das Bild genau auf der Netzhaut liegt.# Dieses Bild ist verkleinert, reell und verkehrt (Scheiner). Nur der Teil der Netzhaut, der von der Augenachse getroffen wird, sieht scharf und deutlich, dort stehen die Nervenfasern am engsten; er heißt der ^gelbe Fleck^, ~macula lutea~. Weiter entfernte Teile der Netzhaut sehen weniger scharf; um also einen Gegenstand deutlich zu sehen, richten wir die ^Augenachse^ auf ihn, z. B. wir folgen mit den Augen den Buchstaben, wenn wir lesen.

Dort, wo der Sehnerv ins Auge tritt, ist er noch nicht verzweigt, dort sind keine Nervenenden, an dieser Stelle ist also das Auge blind. Macht man auf ein Papier zwei (dicke) Punkte horizontal etwa 5 _cm_ entfernt, betrachtet mit dem rechten Auge den links liegenden, senkrecht auf die Papierfläche sehend, so findet man, wenn man näher hin oder weiter weg geht, daß man den rechts liegenden Punkt nicht mehr sieht, sein Bild liegt dann an dieser Eintrittsstelle des Sehnerves. (Mariotte.)

214. Akkommodation.

Die brechenden Flächen des Auges, Hornhaut und Kristallinse wirken wie eine einzige Linse oder Fläche. Da eine solche von Gegenständen in verschiedenen Entfernungen auch Bilder erzeugt, die in verschiedenen Entfernungen hinter der Linse liegen, und wir den Gegenstand nur dann deutlich sehen, wenn das Bild genau auf der Netzhaut liegt, so folgt, ^daß wir Gegenstände, die in verschiedenen Entfernungen liegen, nicht zugleich deutlich sehen können^, ja daß, wenn das Auge sonst keine Vorrichtung hätte, wir nur Gegenstände in ganz bestimmter Entfernung deutlich sehen könnten.

Das Auge kann sich innerhalb gewisser Grenzen so einrichten, daß es Gegenstände in verschiedenen Entfernungen nacheinander deutlich sehen kann, das Auge kann ^akkommodieren^ (sich anbequemen, anpassen). Die Kristallinse ist befestigt an einem sie rings umgebenden Band, und dessen Spannung kann durch den im Auge befindlichen, ringsum am Rand der Hornhaut entspringenden Muskel, den ^Ciliarmuskel^, verringert werden. Dann wölben sich die Flächen der Linse, namentlich die vordere stärker, und die Brennweite wird kürzer. Befindet sich nun der betrachtete Punkt im Unendlichen, so bleibt der Muskel ganz schlaff, die Linse ist möglichst flach, ihre Brennweite möglichst groß, sie reicht gerade bis zur Netzhaut. Rückt der leuchtende Punkt gegen das Auge, so würde das Bild hinter die Netzhaut fallen; durch Anspannung des Muskels wird nun die Brennweite kürzer, so daß das hinter dem Brennpunkte liegende Bild wieder gerade auf der Netzhaut liegt. Je näher der Punkt ans Auge rückt, um so stärker wirkt der Muskel, um so kürzer wird die Brennweite. Auf diese Weise richtet das Auge seine Brennweite stets genau entsprechend der Entfernung des betrachteten Punktes, eine staunenswerte Einrichtung. (Thomas Young 1800.)

Das Auge kann nicht auf zwei Punkte in verschiedenen Entfernungen (Hand- und Schultafel) zugleich akkommodieren.

Die Akkommodationsfähigkeit des Auges ist nicht unbeschränkt. Ein normales Auge sieht die unendlich fernen Punkte (die Sterne) deutlich, Fernpunkt, und auch alle Punkte bis in eine Nähe von ca. 20 _cm_, Nahpunkt.

215. Fehler in der Akkommodation. Brillen.

#Das kurzsichtige Auge.# Durch angestrengtes, lange dauerndes Sehen in großer Nähe, besonders in der Jugend, wird das Auge kurzsichtig, es kann nicht mehr auf ferne Gegenstände akkommodieren; der Fernpunkt liegt sehr nahe 2 _m_, 1 _m_, 50 _cm_ am Auge. Dies kommt daher, daß infolge angestrengten und andauernden Sehens in die Nähe im Auge Blutandrang entsteht, der die in der Jugend noch weichen Teile der Netzhautgrube (am gelben Flecke) nach auswärts drückt, so daß die Entfernung der Netzhaut von der Linse größer, die Augenachse länger wird. Deshalb können die Bilder fern liegender Gegenstände nicht mehr auf der Netzhaut liegen. Einen (kleinen) Vorteil hat das kurzsichtige Auge dadurch, daß es auch noch Gegenstände näher als 20 _cm_ sehen kann, der Nahepunkt rückt näher ans Auge (bis 5 _cm_). Die Akkommodationsbreite eines kurzsichtigen Auges reicht also etwa von 1 _m_ bis 5 _cm_.

Man hilft dem kurzsichtigen Auge durch eine #Brille mit negativen Linsen# und wählt deren Brennweite gleich dem Abstand des Fernpunktes vom Auge; denn dann entwirft diese Brille von den Punkten, die zwischen dem Unendlichen und dem Fernpunkte (Brennpunkte) liegen, Bilder, die zwischen dem Brennpunkte (Fernpunkte) und dem Auge liegen; das Auge kann dann auf diese Bilder akkommodieren. Für Punkte innerhalb des Nahepunktes braucht das Auge die Brille nicht, weshalb empfohlen wird, bei Betrachtung naher Gegenstände die Brille zu entfernen.

#Das weitsichtige Auge.# Bei vorgerücktem Alter von 40 bis 50 Jahren wird manchmal die Kristallinse etwas härter, so daß sie sich bei Betrachtung naheliegender Punkte nicht mehr stark genug wölben kann, wohl auch wird die Wölbung der Hornhaut etwas flacher; dadurch wird das Auge ^weitsichtig^, d. h. es verliert die Fähigkeit, auf ^naheliegende^ Punkte zu akkommodieren; der Nahepunkt rückt weiter weg, bis 40, bis 60, bis 100 _cm_. Fernliegende Gegenstände sieht das Auge noch ganz gut, oft ausgezeichnet, denn der Fernpunkt liegt im Unendlichen.

Zur Betrachtung naheliegender Gegenstände (zum Lesen und Schreiben) bedient sich der Fernsichtige einer #Brille mit positiven Linsen#, hält sie so, daß der Gegenstand im dritten Raume der Linse liegt, also zwischen zweitem Brennpunkt und Linse; dann entwirft die Linse ein vergrößertes, virtuelles, aufrechtes Bild vor der Linse, das aber in größerer Entfernung liegt; wird nun die Brennweite der Linse so gewählt, daß das Bild jenseits des Nahepunktes liegt, so kann das Auge darauf akkommodieren. Bei Betrachtung fernliegender Punkte muß die Brille stets entfernt werden.

216. Das scharfe Sehen.

Will man einen Gegenstand möglichst gut sehen, d. h. die einzelnen Teile gut unterscheiden können, so muß der Gegenstand jedenfalls in der Akkommodationsbreite liegen. Sind aber zwei Punkte recht nahe beisammen, z. B. 1 _mm_, und vom Auge recht weit entfernt z. B. eine Meile, so liegen die Bilder wohl klar auf der Netzhaut, aber so nahe beisammen, daß sie etwa auf dasselbe oder auf sehr benachbarte Nervenenden treffen; man hat also auch nur ^eine^ Empfindung, man sieht die Punkte nicht getrennt. Sie müssen näher am Auge liegen, damit ihre Bilder auf verschiedenen oder ziemlich entfernten Nervenenden der Netzhaut liegen. Man sieht daher um so mehr Einzelheiten (Details) an dem betrachteten Gegenstand, je näher er dem Auge ist, also unter je größerem ^Gesichtswinkel^ man ihn sieht. Für ein gutes Auge ist eine Schrift von 1 _mm_ Höhe der kleinen Buchstaben in 1 _m_ Entfernung noch lesbar also bei 2 _mm_ Höhe in 2 _m_ Entfernung u. s. w.

217. Die Lupe oder das einfache Mikroskop.

Um einen Gegenstand möglichst gut zu sehen, muß man ihn möglichst nahe ans Auge halten, um den Sehwinkel groß zu machen; aber wir können ihn nicht näher als bis an den Nahepunkt bringen. Um den Gegenstand gleichwohl näher ans Auge bringen zu können, benützt man die #Lupe# ^oder das Vergrößerungsglas^, eine #positive Linse von sehr kurzer Brennweite# (etwa 1 _cm_).

[Abbildung: Fig. 288.]

Man hält den Gegenstand zwischen den zweiten Brennpunkt und die Linse (Fig. 288); dann entsteht ein Bild, welches vergrößert, virtuell, aufrecht, vor der Linse und weiter entfernt ist. Hält man nun das Auge hinter die Lupe und liegt das Bild in der Akkommodationsbreite des Auges, so kann man dieses Bild deutlich sehen.

[Abbildung: Fig. 289.]

#Stärke der Vergrößerung.# Würde man den Gegenstand ohne Lupe betrachten, so müßte man ihn mindestens in den Nahepunkt halten nach ~L₁L′₁~ (Fig. 289), 20 _cm_ vom Auge; er erscheint dann unter einem kleinen Gesichtswinkel, etwa 1°. Betrachtet man ihn aber mit einer Lupe von 4 _cm_ Brennweite, so ist er 4 _cm_ (oder etwas weniger) von der Lupe entfernt in ~LL′~, also auch, wenn das Auge sich unmittelbar hinter der Lupe befindet, 4 _cm_ (ca.) vom Auge entfernt, ist also fünfmal so nahe am Auge, erscheint demnach unter (nahezu) fünfmal so großem Gesichtswinkel ~β~, etwa 5°, also fünfmal vergrößert. #Der Gegenstand erscheint# (nahezu) #so vielmal größer, als die Brennweite in der Entfernung des Nahepunktes enthalten ist#.

Dabei ist jedoch folgendes zu beachten:

1. #Man halte das Auge möglichst nahe an die Lupe#; denn das von der Linse entworfene Bild ~BB′~ sieht man vom Punkte ~A~ aus offenbar unter größerem Gesichtswinkel als von einem weiter entfernten Punkte.

2. #Die Lupe verändert den Gesichtswinkel nicht# (nur unmerklich). Denn allerdings entwirft die Lupe ein vergrößertes Bild; aber so vielmal es größer ist, ebensovielmal ist es weiter entfernt; ein in ~A~ befindliches Auge sieht also den Gegenstand ~LL′~ ohne Lupe unter demselben Gesichtswinkel ~β~, unter welchem es das Bild ~BB′~ sieht. Durch die Lupe wird der Gesichtswinkel ~β~ des in der Entfernung ~LA~ vor dem Auge befindlichen Gegenstandes nicht verändert, ^wohl aber wird die Akkommodation ermöglicht^.

3. #Man halte den Gegenstand so, daß das Bild gerade im Nahepunkt liegt#; denn je näher man den Gegenstand an die Lupe hält, unter um so größerem Gesichtswinkel erscheint er, (vergleiche Fig. 285, 3); um aber noch auf ihn akkommodieren zu können, muß das Bild noch in der Akkommodationsbreite liegen, darf also höchstens in den Nahepunkt rücken. Liegt etwa in Fig. 285, 3 der Nahepunkt in ~B₄~, so sieht man den Gegenstand in ~L₄~ größer als in ~L₃~ oder ~L₁~, obwohl ~B₄~ kleiner ist als ~B₃~ oder ~B₁~; den Gegenstand noch näher an die Linse zu halten, nach ~L₅~, ist unzulässig, weil dann das Bild ~B₅~ nicht mehr in der Akkommodationsbreite liegt.

Besonders Leeuwenhoek ~†~ 1723 verstand es, einfache Mikroskope von bedeutender Kraft herzustellen und erzielte dabei bis 160 fache Vergrößerung. Er machte beiderseits sehr stark gekrümmte, stecknadelkopfgroße Linsen. Man verwendet gegenwärtig nur Lupen von mäßiger Vergrößerung (Uhrmacher, Xylograph u. s. w.). Sind stärkere Vergrößerungen erwünscht, so bedient man sich des Mikroskopes. Lupen von starker Vergrößerung also kurzer Brennweite sind stets sehr klein. Statt ihrer nimmt man zwei positive Linsen von etwas größerer Brennweite, welche also ziemlich groß sein können, und befestigt sie in kurzem Abstande hinter einander in einer Hülse; sie wirken dann wie eine Lupe von kurzer Brennweite (^zusammengesetzte Lupe^).

Aufgaben:

#134.# Wie weit muß bei einer Lupe von 3 _cm_ Brennweite der Gegenstand vor die Linse gehalten werden, damit sein virtuelles Bild in der deutlichen Sehweite von 20 _cm_ erscheint?

#135.# Wie weit muß bei einer Lupe von 3 _cm_ Brennweite der Gegenstand vor die Linse gehalten werden, damit sein virtuelles Bild in der deutlichen Sehweite von 18 _cm_ erscheint? Wie vielmal ist es größer, wie vielmal erscheint es dem Auge vergrößert?

#136.# Welche Brennweite muß eine Lupe haben, damit das in der deutlichen Sehweite (20 _cm_) erscheinende Bild viermal so groß erscheint?

Optische Projektionsapparate.

218. Die ~Camera obscura~, Dunkelkammer.

Die Dunkelkammer ist ein innen geschwärzter Holzkasten. In die vordere Seitenwand ist eine positive Linse von mäßiger Brennweite, das Objektiv, eingelassen, so daß sie in einer Hülse etwas verschoben werden kann. Die gegenüberliegende Wand fängt das Bild auf (matt geschliffene Glastafel).

[Abbildung: Fig. 290.]

Von ferne liegenden #Gegenständen im ersten Raume# entwirft die Linse ein #reelles, verkehrtes verkleinertes Bild# hinter der Linse #im zweiten Raume#, das bei passender Stellung genau auf der Glastafel liegt und so auf ihr gesehen werden kann. Sind mehrere Gegenstände in verschiedenen Entfernungen vom Objektiv vorhanden, so können nicht alle zugleich deutlich auf der Glastafel aufgefangen werden; man stellt auf das wichtigste Bild scharf ein; die anderen sind verschwommen.

Legt man auf die Glastafel ein mit Öl getränktes Papier, so kann das Bild leicht nachgezeichnet werden.

Anwendung beim ^Photographieren^. Der Photograph stellt die Dunkelkammer (den photographischen Apparat) so ein, daß das Bild genau auf der Glastafel erscheint; dann wird die Glastafel durch eine andere Glastafel ersetzt, die mit einer ^lichtempfindlichen^ Schichte (Kollodium mit Jod- oder Bromsilber) versehen ist. Diese Glastafel wird nun in der Dunkelkammer dem Lichte ausgesetzt, ^exponiert^. An den vom Lichte getroffenen Stellen wird das Jodsilber zersetzt, um so mehr, je stärker das Licht einwirkt. Die Platte wird nun aus der Dunkelkammer genommen und mit Eisensulfatlösung übergossen; dadurch wird an den vom Lichte angegriffenen Stellen das Jodsilber zu metallischem (undurchsichtigem) und wegen seiner feinen, staubförmigen Verteilung dunkel erscheinendem Silber reduziert um so mehr, je stärker das Licht eingewirkt hat. Das unzersetzt zurückgebliebene Jodsilber wird durch Eintauchen in unterschwefligsaures Natron aufgelöst und entfernt. Man hat nun ein ^negatives Bild^, an welchem die hellen Stellen des Gegenstandes dunkel erscheinen wegen des metallischen Silbers, und die dunklen Stellen durchsichtig sind. Die Platte wird gewaschen, getrocknet retouchiert und gefirnißt. Vom Negativ werden nun die Bilder abgezogen (kopiert). Man nimmt photographisches Papier (mit Albumin, Eiweiß getränkt und mit einer Schichte Chlorsilber überzogen), legt es auf die Bildfläche des Negativs und läßt durch das Glas der negativen Platte das zerstreute Tageslicht auf das Papier wirken, so wird dadurch das Chlorsilber zersetzt, geschwärzt, dort am stärksten, wo das Negativ am hellsten, durchsichtigsten ist; es entsteht auf dem Papier ^ein positives Bild^. Dies wird fixiert, d. h. durch Eintauchen in unterschwefligsaures Natron von dem unzersetzten Chlorsilber befreit, gewaschen, vergoldet (um ihm eine schönere Farbe zu geben), gewaschen, getrocknet, aufgeklebt, retouchiert und satiniert. Vom Negativ kann man beliebig viele Bilder (Abzüge) machen.

Aufgaben:

#137.# Welche Brennweite hat das Objektiv einer ~Camera obscura~, wenn das Bild eines 2,4 _m_ entfernten Gegenstandes achtmal verkleinert erscheint?

#138.# Die Linse eines Phothographenapparates hat 20 _cm_ Brennweite. Wo muß man das Objekt aufstellen, damit das Bild viermal verkleinert erscheint?

219. Die ~Laterna magica~. Zauberlaterne.

Die Zauberlaterne besteht aus einem Beleuchtungs- und dem Projektionsapparate. Der ^Beleuchtungsapparat^ besteht nur aus einer stark leuchtenden Flamme (Petroleumlicht), in einem innen geschwärzten Kasten befindlich. An einer Seite des Kastens ist eine Öffnung angebracht, und an der gegenüberliegenden Seite ist als Reflektor ein Hohlspiegel angebracht, der das auf ihn fallende Licht auch zu der Öffnung schickt. Dort wird es durch eine große Sammellinse parallel gemacht, und trifft dann auf ein auf Glas gemaltes, gezeichnetes oder photographiertes Bild, das durchsichtig, an den farbigen Stellen mindestens durchscheinend ist; durch die auffallenden Lichtstrahlen wird es selbstleuchtend.

[Abbildung: Fig. 291.]

Vor diesem leuchtenden Gegenstand wird nun die #Projektionslinse, eine positive Linse von mäßiger Brennweite#, so aufgestellt, daß der Gegenstand im zweiten Raume und zwar gewöhnlich dem zweiten Brennpunkte ziemlich nahe liegt. Dann entwirft die Linse von dem Gegenstande ein reelles, verkehrtes, vergrößertes und weiter entferntes Bild. Dies wird auf einem Schirme aufgefangen und kann von vielen Personen zugleich betrachtet werden. Man stellt die Zeichnung verkehrt ein. Figur 292 zeigt den Gang der Lichtstrahlen.

[Abbildung: Fig. 292.]

Bei der Vergrößerung muß man, um deutliche und scharf begrenzte Bilder zu erhalten, innerhalb gewisser Entfernungen bleiben. Ist in einem Zimmer der Abstand des Apparates vom Schirm etwa = 4 _m_, und hat die Linse eine Brennweite etwa von 20 _cm_, so ist der Abstand des Gegenstandes von der Linse auch nahezu 20 _cm_ (die Berechnung ergibt 21 _cm_); also ist die Vergrößerung ca. 20 fach; hat man Linsen von 10 _cm_ Brennweite, so ist die Vergrößerung 40 fach u. s. w. #So viel mal der Abstand des Schirmes größer ist als die Brennweite, so viel mal# (^nahezu^) #ist das Bild größer als der Gegenstand#. Auch die ^Lichtstärke^ ist zu berücksichtigen, denn bei 10 maliger Vergrößerung wird das durch das transparente Bild gehende Licht auf eine 100 mal so große Fläche, (bei ~n~maliger. Vergrößerung auf eine ~n²~mal so große Fläche) ausgebreitet.

In einfachster Form dient der Apparat als Spielzeug (^Zauberlaterne^), verbessert als Lehrmittel, #Skioptikon#. Zur Beleuchtung dient eine starke Lichtquelle, Drummondsches Kalklicht oder elektrisches Licht.

220. Das Sonnenmikroskop.

[Abbildung: Fig. 293.]

Der ^Beleuchtungsapparat^ des Sonnenmikroskopes besteht aus einem #Planspiegel#, der durch ein Loch im Fensterladen eines verfinsterten Zimmers so ins Freie hinausgesteckt wird, daß auf ihn die Sonne scheint. Er wird so gestellt, daß die reflektierten Strahlen auf eine Sammellinse fallen parallel der Achse, und kann durch Schrauben oder ein Uhrwerk so reguliert werden, daß er dem Lauf der Sonne folgt und die Strahlen stets in der gewünschten Richtung reflektiert. Durch die #Sammellinse# werden die Sonnenstrahlen im Brennpunkte vereinigt. Eben dorthin wird ein #mikroskopisches Präparat# gestellt, ein kleiner interessanter Gegenstand zwischen zwei Glasplatten eingeschlossen; für starkes Licht ist es meist durchsichtig, wenigstens durchscheinend. Er wird, von dem vereinigten Sonnenlichte beschienen, selbst zum leuchtenden Gegenstand. Die #Projektionslinse#, eine positive Linse von sehr kurzer Brennweite, wird so gestellt, daß das Präparat im zweiten Raum liegt; dann entwirft die Linse ein reelles, verkehrtes, vergrößertes Bild, das im verfinsterten Zimmer auf dem Schirme aufgefangen werden kann.

Macht man die Brennweite der Projektionslinse sehr klein, dann kann schon bei mäßiger Entfernung des Schirmes (Zimmerbreite), eine sehr starke Vergrößerung erzielt werden, insbesondere da durch das Sonnenlicht eine starke Lichtquelle zur Verfügung steht. Für sehr kurze Brennweiten benützt man meist eine #zusammengesetzte Linse# (Fig. 294), bestehend aus zwei oder drei positiven Linsen von etwas größerer Brennweite, nahe hintereinander gestellt; diese wirken wie eine Linse von sehr kurzer Brennweite, ohne deren Mängel zu haben.

[Abbildung: Fig. 294.]

Anstatt des Sonnenlichtes benützt man auch andere starke Lichtquellen, sammelt sie (verstärkt durch Reflektoren) durch die Sammellinse auf das Präparat und projiziert wie vorher.

Durch solche Apparate können Bilder von ungemeiner Vergrößerung (bis 5000 fach) erhalten werden; doch erlangen sie bei weitem nicht die Deutlichkeit der Bilder eines Mikroskopes und dienen nur zur Demonstration.

Aufgaben:

#139.# Welche Brennweite muß die Linse eines Projektionsapparates haben, damit man auf einer 6 _m_ entfernten Wand 10 fach vergrößerte Bilder erhält?

#140.# Zwei positive Linsen von gleicher Brennweite stehen unmittelbar hintereinander. Wie kann man ersehen, daß die Brennweite dieses Systems gleich der Hälfte der Brennweite einer Linse ist?

221. Das astronomische oder Keplersche Fernrohr.

[Abbildung: Fig. 295.]