Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1

THEMA:

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 20:18 #79380

Hallo zusammen,

die in den Videos 36 +37 dargestellte QED-Theorie finde ich sehr einleuchtend, sie erklärt die vorgestellten optischen Beispiele sehr anschaulich. Das ist bei mir schon viele Monate her.

Gestern habe ich ein Fahrradrücklicht mit Fresnel-Linse gekauft und mir kam zum Sammellinsenbeispiel der QED die Erkenntnis, dass ich mir eine Frensel-Linse gerade nicht auf die im Vdeo dargestellte Weise erklärt kann.

Der Clou der Sammellinse war ja, dass sie durch die unterschiedlichen Glasdicken die Laufzeiten des Lichts entlang der verschiedenen Wege vereinheitlicht. Bei einer Frensel-Linse aber fehlen genau diese Glasdicken, das "innere" der Linse wurde ja entfernt und nur die gebogene Form der Glaslinse als dünner Rand ist als Stufen übrig geblieben. Die Laufstrecken des Lichts durch diese Linse auf den verschiedenen möglichen Wegen sind also im Extremfall gleich lang - wie soll das in einer Bündelung münden?

Wie erklärt also die QED die Wirkungsweise einer Fresnel-Linse?

Tschau,
Dennis

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Verwandte Themen

Betreff des ThemasDatum des letzten Beitrages
Frage zu Video Antropozän 4Sonntag, 18 Oktober 2015
"Frag den Lesch"- Frage zum VideoFreitag, 15 Juli 2016
Frage zum neuesten Youtube-VideoSonntag, 22 Januar 2017
Frage zum Video "Neutronensterne und Pulsare"Montag, 30 November 2015
Gezeitenradius - Frage an Herrn Gassner zum Video vom 30.12.Sonntag, 01 Januar 2017

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 20:28 #79381

Für die Fresnel Linse ist nicht die Laufzeit sondern nur die Brechung des Lichtes maßgeblich.
wiki: Da Licht nur beim Passieren der Linsen-Oberflächen gebrochen wird, ist der Brechungswinkel nicht von der Dicke, sondern nur von dem Winkel zwischen den beiden Oberflächen abhängig

Wenn ich nicht irre, dann ist es die Laufzeit, die zu Fehlern bei der Abbildung durch Linsen führen.
Die Ursachen für die Abbildungsfehler liegen im Wesentlichen darin, dass die Abbildungsgleichung nur für dünne und sehr flache Linsen sowie für achsennahe Strahlen gilt.
wiki: Schon 1858 gab Maxwell Argumente, dass eine perfekte Abbildung eines räumlich ausgedehnten Objekts nur im trivialen Fall der Abbildung an ebenen Spiegeln möglich sei.

Besser gesagt, muss die Dicke der Linsen (Laufzeitunterschiede) extra berücksichtigt werden
wiki: Dies ist die sogenannte Linsenschleiferformel, die in guter Näherung für dünne Linsen gilt (d. h. die Dicke der Linse ist wesentlich kleiner als beide Kugelradien). Die untenstehende, exakte Variante berücksichtigt auch die Linsendicke, falls diese nicht mehr vernachlässigbar ist.

Allerdings wiki: Die Linse behält ihre Brennweite bei, aber die Abbildungsqualität wird durch die Stufenstruktur verschlechtert.

Natürlich wird die Brechung mittels der Laufzeitunterschiede erklärt, dazu genügt aber der Eintritt und der Austritt, auf die Dicke des Glases kommt es dafür nicht an.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 20:55 #79382

Natürlich wird die Brechung mittels der Laufzeitunterschiede erklärt, dazu genügt aber der Eintritt und der Austritt, auf die Dicke des Glases kommt es dafür nicht an.


Aber genau die Dicke des Glases entscheidet doch über die Laufzeit, weil eben c in Glas niedriger ist. So kommt ja die Form der normalen Sammellinse zustande.

Und eine Fresnellinse ist ja "an den Rändern" identisch zur normalen Sammellinse, nur das das "Innere" fehlt. Die Erklärung über die Brechung wäre in beiden Fällen daher identisch.
Ich verstehe das so, dass Wiki die QED gar nicht als Erklärungsansatz nutzt sondern die "altmodischen" Begriffe wie Brechung. Die QED räumt damit ja auf und erklär das alles auf eine andere Weise. Und innerhalb dieses Erklärungsgebäudes muss sie auch die frensellinse erklären können - ganz ohne Begriffe wie Brechung, Beugung etc.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 22:05 #79383

Ja und Nein.

Wie gesagt entsteht die Brechung durch den Laufzeitunterschied. Jedoch nicht durch den Laufzeitunterschied in unterschiedlichen Bereichen der Linse (Glasdicke) sondern an der Oberfläche, also der Laufzeitunterschied zwischen den beiden Medien.

Das Problem der Laufzeitunterschiede durch die Glasdicke nennt man wohl Bildfeldwölbung
Leider kommt es bereits bei diesem einfachen Prinzip zu Abbildungsfehlern, allen voran zur Bildfeldwölbung.
abenteuer-astronomie.de/was-ist-eigentlich-bildfeldwoelbung/

Dennis schrieb: Wie erklärt also die QED die Wirkungsweise einer Fresnel-Linse?

Nachdem ich die klassische Optik dargestellt habe, fehlt allerdings noch die Erklärung der eigentlichen Frage....da muss ich nochmal überlegen, das Problem liegt aber eher bei der Erklärung der massiven Linse.

Eines muss aber klar sein:
Die "Kringel" (Interferenzen) der QED beschreiben ein einzige Photon, bei der Linsenoptik geht es um die Bündelung vieler Photonen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 22:34 #79384

Dennis schrieb:

Natürlich wird die Brechung mittels der Laufzeitunterschiede erklärt, dazu genügt aber der Eintritt und der Austritt, auf die Dicke des Glases kommt es dafür nicht an.


Aber genau die Dicke des Glases entscheidet doch über die Laufzeit, weil eben c in Glas niedriger ist. So kommt ja die Form der normalen Sammellinse zustande.

Im Video wurde das mit den drehenden Pfeilen, Interferrenz und verschiedenen Laufzeiten erklärt.
Eine volle Drehung eines Pfeils (um bei dem Bild zu bleiben) lässt den Pfeil wieder in die gleiche Richtung zeigen; dabe legt der Pfeil mit der Lichtgeschwindigkeit im Medium eine gewisse Strecke zurück. Es ist relativ egal ob der Pfeil auf seinem Weg durchs Glas 10000 volle Drehungen macht oder nur 100, die Brechungseigenschaften bleiben gleich solange nur die Phasenlage der "drehenden Pfeile" gleich bleibt.

Das heist: Die absolute Dicke des Glases ist nicht ausschlaggebend, nur die relative Dicke benachbarter Bereiche. Man kann deshalb in konzentrischen Ringen um die optische Achse Glas wegnehmen ohne das die Brechungseigenschaften darunter leiden.


Fresnellinsen
LeoDE, CC BY-SA 4.0 < creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 >, via Wikimedia Commons

assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith

Frage zu Video 37: Fresnel-Linse 21 11. 2020 22:40 #79385

Merilix schrieb: Das heist: Die absolute Dicke des Glases ist nicht ausschlaggebend, nur die relative Dicke benachbarter Bereiche. Man kann deshalb in konzentrischen Ringen um die optische Achse Glas wegnehmen ohne das die Brechungseigenschaften darunter leiden.

Genau, ich wollte gerade auf die hohe Frequenz des Lichtes und die deshalb geringe Auswirkung der Dicke des Materials hinweisen.

Die Interferenzfähigkeit bleibt auch bei Laufzeitunterschieden von einigen Metern erhalten. Ausschlaggebend ist nur die Phase also die Richtung des Pfeils im Diagramm.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

  • Seite:
  • 1
Powered by Kunena Forum