Linsen-Simulation: Strahlengang zeichnen
Berechnen Sie Bildweite und Abbildungsmaßstab und zeichnen Sie drei Hauptstrahlen für Sammel- und Zerstreuungslinsen sowie Hohl- und Wölbspiegel.
Kostenloses Optik-Tool im Browser
Strahlengang für eine Linse oder einen Spiegel zeichnen
Wählen Sie ein optisches Element, geben Sie genaue Werte ein und prüfen Sie das Bild anhand der Gaußschen Abbildungsgleichung und dreier Hauptstrahlen. Ohne Konto und ohne Credits.
Vorzeichenkonvention: Sammelnde Elemente haben eine positive, zerstreuende Elemente eine negative Brennweite. Eine positive Bildweite kennzeichnet ein reelles, eine negative ein virtuelles Bild.
- Parallelstrahl
- Mittelpunkt- / C-Strahl
- Brennpunktstrahl
Bildweite v
15
Abbildungsmaßstab m
-0,5
Bildart
reell
Orientierung und Größe
umgekehrt und verkleinert
Modell: 1/f = 1/u + 1/v und m = -v/u in paraxialer Näherung für eine dünne Linse oder einen sphärischen Spiegel. Gestrichelte Linien sind rückwärtige Verlängerungen zur Konstruktion virtueller Bilder. Nahe der Brennpunktsingularität wird die Darstellung begrenzt; das berechnete numerische Ergebnis bleibt exakt.
Geprüft von SciFig TeamAktualisiert
Strahlengang — was ist das?
Diese Linsen-Simulation berechnet, wo ein optisches Bild entsteht, und veranschaulicht das Ergebnis mit den Hauptstrahlen. Sie können jeweils eine Sammellinse, eine Zerstreuungslinse, einen Hohlspiegel oder einen Wölbspiegel untersuchen. Geben Sie Brennweite, Gegenstandsweite und Gegenstandshöhe ein: Das Tool löst die Gaußsche Abbildungsgleichung lokal, bestimmt die Bildeigenschaften und exportiert eine bearbeitbare SVG-Datei oder ein PNG, ohne Daten hochzuladen.
Strahlengänge für Linsen und Spiegel zeichnen
- Vier optische Elemente – wechseln Sie im selben Tool zwischen Sammel- und Zerstreuungslinsen sowie Hohl- und Wölbspiegeln.
- Genaue Werteingabe – kombinieren Sie Schieberegler mit präzisen Eingaben für Brennweite, Gegenstandsweite und Gegenstandshöhe.
- Typische Voreinstellungen – vergleichen Sie Gegenstände außerhalb von 2F, bei 2F, innerhalb der Brennweite und vor zerstreuenden Elementen.
- Sofortige Bildbestimmung – das Tool zeigt, ob das Bild reell oder virtuell, aufrecht oder umgekehrt sowie vergrößert, gleich groß oder verkleinert ist.
- Lokale Berechnung – alle Gleichungen werden im Browser ausgewertet, ohne Upload und ohne Konto.
- Deterministische Geometrie – gleiche Eingaben liefern immer dieselben Strahlengänge und Bildmaße.
Drei Hauptstrahlen für jedes optische Element
- Parallelstrahl – fällt parallel zur optischen Achse ein und verläuft danach durch einen Brennpunkt oder scheint von einem Brennpunkt auszugehen.
- Mittelpunktstrahl – passiert den optischen Mittelpunkt einer dünnen Linse ohne Ablenkung. Beim Spiegel wird ein Strahl auf der Geraden durch den Krümmungsmittelpunkt auf demselben Weg zurückreflektiert.
- Brennpunktstrahl – verläuft durch einen Brennpunkt oder auf ihn zu und tritt parallel zur optischen Achse aus.
- Optische Achse – dient als Bezugslinie mit Vorzeichen für Gegenstand, Element, Brennpunkte und Bild.
- Gegenstands- und Bildpfeile – zeigen Orientierung und relative Höhe anhand des berechneten Abbildungsmaßstabs.
- Gestrichelte Verlängerungen – unterscheiden die Konstruktion eines virtuellen Bildes von den durchgezogenen Strahlen, auf denen sich das Licht tatsächlich ausbreitet.
Linsen- und Spiegelgleichung, Vorzeichen und Bildeigenschaften
- Gaußsche Abbildungsgleichung – 1/f = 1/u + 1/v bestimmt die Bildweite mit Vorzeichen im Modell für ein dünnes optisches Element.
- Vorzeichen der Brennweite – bei Sammellinsen und Hohlspiegeln positiv, bei Zerstreuungslinsen und Wölbspiegeln negativ.
- Vorzeichen der Bildweite – nach der angezeigten Konvention steht positives v für ein reelles und negatives v für ein virtuelles Bild.
- Abbildungsmaßstab – m = -v/u bestimmt die Bildhöhe und zeigt an, ob das Bild aufrecht oder umgekehrt ist.
- Brennpunktsingularität – bei u = f liegt das Bild im Unendlichen. Das Tool zeichnet daher endliche parallele Strahlen und keinen Bildpfeil.
- Export – laden Sie das berechnete Diagramm als SVG zur Bearbeitung oder als PNG für Arbeitsblätter, Folien und Berichte herunter.
Linsen-Simulation: Strahlengang zeichnen — Häufige Fragen
Häufige Fragen: Linsen-Simulation: Strahlengang zeichnen
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