Linse (Optik)


Als Linsen bezeichnet man in der Optik transparente Scheiben, von deren zwei Oberflächen wenigstens eine – meistens sphärisch – gekrümmt ist. Durchgehendes Licht wird an den Oberflächen gebrochen und zur Mitte des Lichtbündels abgelenkt (gesammelt, Sammellinse) oder nach außen gestreut (Zerstreuungslinse). Eine konvexe Oberfläche sammelt, eine konkave Oberfläche zerstreut das Licht.

Der Manginspiegel ist eine Kombination aus einer Linse und einem Spiegel. Die zweite Oberfläche ist verspiegelt, wodurch das Licht zurückgeworfen wird. Die zusätzliche Ablenkung (Sammeln/Zerstreuen) durch Spiegeln entspricht dem Brechen an der unverspiegelten zweiten Fläche.

Zur Korrektur von Abbildungsfehlern werden einzelne Linsen miteinander kombiniert. Dabei werden oft zwei oder mehrere Linsen miteinander verkittet (die entsprechenden Kontaktstellen haben die gleiche Krümmung), so dass wie Einzellinsen zu behandelnde Linsengruppen entstehen.

Laut den Archäologen George Sines und Yannis A. Sakellarakis[1] wurden bereits viele von Menschenhand geschliffene Linsen der Antike entdeckt, die aus Kristall (meist Quarz) gefertigt wurden, jedoch ist mangels schriftlicher Quellen nicht überliefert, ob diese jeweils als Sehhilfe oder lediglich als Brennglas zum Feuermachen verwendet wurden. Bei dem ältesten solchen Artefakt handelt sich dabei um die sogenannte Nimrud-Linse, die aus dem Assyrien des 7. vorchristlichen Jahrhunderts stammt. Bei archäologischen Ausgrabungen wurden darüber hinaus ägyptische Wandmalereien aus dem 8. vorchristlichen Jahrhundert entdeckt, die möglicherweise die vergrößernde Eigenschaft von Linsen darstellen, jedoch ist diese Deutung umstritten.[2]

Die älteste eindeutige schriftliche Beschreibung von Brenngläsern, über die wir verfügen, ist das Theaterstück Die Wolken des griechischen Dichters Aristophanes, das 423 v. Chr. uraufgeführt wurde. Plinius der Ältere berichtet, dass Kaiser Nero zur Korrektur seiner Kurzsichtigkeit einen Smaragd benutzte, durch den er die Gladiatorenspiele in der Arena von seiner Loge aus betrachtete. Sowohl Plinius als auch Seneca beschrieben das Phänomen, wonach Gegenstände, die durch mit Wasser gefüllte Glaskugeln betrachtet werden, vergrößert erscheinen.


Einfache bikonvexe Linse (Sammellinse). Der äußere Rand der Linse ist matt geschliffen.
Radien einer Sammellinse: +R1 (R1>0); −R2 (R2<0)
Radien einer Zerstreuungslinse: -R1 (R1<0); +R2 (R2>0)
Experiment zum Strahlengang einer Sammellinse
Bezeichnung von Linsen nach ihrer Brechkraft bzw. der Krümmung ihrer Flächen.
Zylinderlinse als Grenzfall einer astigmatischen Linse
A: Sammellinse, B: Zerstreuungslinse
Brechung an einer sphärischen Grenzfläche: Abbesche Invariante
Brennweite f' an einer sphärischen Grenzfläche
Brennpunkt und bildseitige Hauptebene für zwei Flächen
Linse, allgemein: Gleichungen u. a. für Brennweite/n (1) und Lage der Hauptebenen (3) und (2)
ausgeführte Linse: Rechenergebnisse für Brennweiten und Lage der Hauptebenen