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Aufgabenstellung:

  1. Eine Satellitenkamera soll zwei einen Meter entfernte Punkte aus Höhe erfassen.
    a) Welcher Linsendurchmesser ist erforderlich? ( )
    b) Welchen Abstand haben die Punkte auf dem Film bei einer Brennweite von ?

  2. Welchen Abstand auf dem entfernten Mond löst ein 5-Meter-Spiegelteleskop auf?

  3. Ein Mikroskop soll Objekte von auflösen.
    Wie sind Brennweite und numerische Apertur zu wählen?
    Wie weit ist das Zwischenbild vom Objektiv entfernt?
    Objektivvergrößerung -durchmesser ; Tubuslänge ; Auflösung

  4. Wie kann man die Auflösung eines gegebenen Lichtmikroskops steigern?

  5. Wie groß ist der kleinste auflösbare Sehwinkel des Auges im Bogen- und Gradmaß?

Lösungsweg:

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1.a) Linsendurchmesser

Kleinster auflösbarer Winkelabstand (Sehwinkel) wie beim Fernrohr:

1.b) Abstand Punkte auf Film

(Minuszeichen wegen Bildumkehr)

Hinweis: Der winzige Abstand von ist immer noch groß gegenüber den atomaren Dimensionen der Silberpartikel auf der Filmschicht. Eine Digitalkamera genügt nicht!

2. Abstand 

Vorgehen wie bei Aufgabe :

3. Brennweite, Apertur, Entfernung Zwischenbild

Brennweite des Objektivs:

Numerische Apertur:

Bildweite:

4. Wie kann man die Auflösung eines gegebenen Lichtmikroskops steigern?

Ein Immersionsöl zwischen Objektiv und Objekt steigert die numerische Apertur , somit den kleinsten auflösbaren Abstand:

5. kleinste auflösbare Sehwinkel des Auges

Für einen mittleren Pupillendurchmesser von und eine mittlere Wellenlänge von 600 ist mit der Umrechnung ins Gradmaß :

Lösung: