11.5 Weitere gebogene Spiegel

Im Kapitel Sphärische Spiegel (11.4) hast du schon viel über gekrümmte Spiegel erfahren. In diesem Kapitel befassen wir und mit gekrümmten Spiegeln, die nicht Teil einer Kugeloberfläche sind.

Weltgrößter Solarschmelzofen (Frankreich)

Bild 11.42: Weltgrößter Solarschmelzofen (Frankreich)

So bildet zum Beispiel die Oberfläche des weltgrößten Solarschmelzofen Centre du Four Solaire Félix Trombe (Bild 11.42) keine sphärische Oberfläche.

11.5.1 Parabolspiegel

Durch die Sphärische Aberration (11.4.8) verlaufen nicht alle parallel zur optischen Achse einfallenden Strahlen durch einen eindeutigen Brennpunkt. Wird statt einer Kugelkalotte ein Drehparaboloid (engl. Circular paraboloid) verwendet, verlaufen alle reflektierten Parallelstrahlen, durch einen Brennpunkt (interaktives Bild 11.43).

Strahlengang bei einem Parabolspiegel

Bild 11.43: Strahlengang bei einem Parabolspiegel

Die Spiegel des Solarschmelzofen aus dem Anfang des Kapitels bilden zum Beispiel so eine Drehparaboloid-Fläche. Auch „Satellitenschüsseln“ und Radioteleskop haben so eine Paraboloid-Form.

11.5.2 Reflektor Lampen

Nach dem Prinzip der Strahlenumkehr (11.3.2) folgt: Befindet sich die Lichtquelle im Brennpunkt, werden die Strahlen parallel zur optischen Achse reflektiert.

Bilux Lampe mit zwei Glühwendeln

Bild 11.44: Bilux Lampe mit zwei Glühwendeln

Die Bilux Lampe, wie sie in Fahrzeugscheinwerfern eingesetzt wird, besteht aus zwei Glühwendeln (Bild 11.44): Eine befindet sich exakt im Brennpunkt des Spiegels (für das Fernlicht), die andere Befindet sich davor (für das Abblendlicht).

Strahlengang Fernlicht und Abblendlicht

Bild 11.45: Strahlengang Fernlicht und Abblendlicht

Die Lampe für das Fernlicht wirft ihr Licht dank des Parabolspiegels nahezu grade nach vorne (Bild 11.45, a), während die Lampe für das Abblendlicht den Boden vor dem Auto ausleuchtet (Bild 11.45, b). Mit einer Blende unter der zweiten Glühwendel wird die Abstrahlung auf die obere Hälfte beschränkt.

11.5.3 Elliptischer Spiegel

Spiegel in Form einer Ellipse haben auch eine sehr interessante Eigenschaft: Alle Strahlen, die von einem Brennpunkt ausgehen, werden in den zweiten Brennpunkt reflektiert (interaktives Bild 11.46)

Strahlengang bei einem elliptischen Spiegel

Bild 11.46: Strahlengang bei einem elliptischen Spiegel

Während ein Parabolspiegel (11.5.1), die Lichtstrahlen einer weit entfernten Lichtquelle in einem Punkt bündeln kann, bündelt ein elliptischer Spiegel die Lichtstrahlen einer nahe gelegene Lichtquelle.