Konkavspiegel

Strahlengang in einen Hohlspiegel

Ein Hohlspiegel ist ein konkav gewölbter Spiegel. Viele Hohlspiegel haben eine sphärische Form. Diese Art des Hohlspiegels wird bestimmt durch den Radius der Kugel, deren Wandsegment er darstellt.

Stellt man in das Zentrum der Kugel eine punktförmige Lichtquelle, so reflektiert der Spiegel das Licht der Quelle wieder auf diese zurück. Kommen die Lichtstrahlen parallel aus dem Unendlichen, so reflektiert der Spiegel sie zum Fokus (Brennpunkt). Für kleine Abstände vom gedachten Mittelpunkt des Spiegels liegt dieser in etwa auf halbem Weg zwischen Zentrum und Spiegel. Die Brennweite eines Hohlspiegels beträgt also die Hälfte seines Kreisradius. Allerdings erfolgt die Vereinigung der Lichtstrahlen wegen der sphärischen Aberration dort nur unvollkommen. Die Lichtstrahlen bilden in der Nähe des Fokus eine Katakaustik genannte Figur. Dagegen vereinen Hohlspiegel in Form eines Rotationsparaboloiden alle parallelen Lichtstrahlen genau in einem Punkt (siehe auch: Parabolspiegel).

Blickt man innerhalb des Brennpunktes in einen Hohlspiegel, sieht man sich selbst vergrößert. Blickt man von außerhalb des Brennpunktes in einen Hohlspiegel, steht das reflektierte Bild auf dem Kopf. Das durch einen Hohlspiegel erzeugte Bild ist wegen der Wirkung des Reflexionsgesetzes berechenbar (siehe auch: optische Abbildung).

Hohlspiegel werden unter anderem als Hauptspiegel in Spiegelteleskopen und als Rasierspiegel verwendet. Auch die Satellitenschüsseln für den Fernsehempfang oder Radarantennen funktionieren nach demselben Prinzip, allerdings für die dem Licht verwandten Radiowellen.

Strahlengang bei Objekt außerhalb der Brennweite

Strahlengang bei Objekt in der doppelten Brennweite

Strahlengang

Die Konstruktion des Strahlengangs bei einer Abbildung durch einen Hohlspiegel erfolgt ganz ähnlich wie bei einer Sammellinse, nur dass das Bild im Vergleich zur Linse auf der anderen Seite entsteht. Die 1:1-Abbildung bei Positionierung des Objekts in der doppelten Brennweite findet ihre technische Anwendung in Strahlengängen, wo mit schrägem Einfall gearbeitet wird, sodass sich ein gewollter Knick in der Lichtführung ergibt, ohne die Bildgröße zu verändern.

Siehe auch

• Lupe

Weblinks

• Erläuterung und grafische Veranschaulichung des Strahlenganges am Hohlspiegel mit praktischem Experiment