Lässt man Sonnenlicht oder Licht einer starken Lichtquelle auf einen Hohlspiegel treffen, kann man damit ein Streichholz, das man an eine bestimmte Stelle vor den Spiegel hält, entzünden.
Ein Hohlspiegel reflektiert parallel einfallende schmale Lichtbündel so, dass sie sich in einem Punkt schneiden. In diesem Punkt kann es so heiß werden, dass sich ein Streichholz entzünden kann. Daher nennt man diesen Punkt Brennpunkt F.
Zur Untersuchung des Strahlenverlaufs beim Hohlspiegel betrachtet man das Schnittbild eines Spiegels, dessen Spiegelfläche wie eine Kugeloberfläche geformt ist (Sphärischer Spiegel).
optische Achse
Die Schnittlinie ist eine Kreislinie mit dem Mittelpunkt M. Die Symmetrieachse des Spiegels durch den Mittelpunkt M heißt optische Achse.
optische Achse
Ein Lichtstrahl, der entlang der optischen Achse verläuft, wird vom Hohlspiegel in sich selbst reflektiert.
optische Achse
Ein Lichtstrahl, der in geringem Abstand parallel zur optischen Achse auf den Hohlspiegel trifft, schneidet die optische Achse nach der Reflexion im Punkt F. Dieser halbiert den Radius der Kreislinie.
optische Achse
Der Verlauf des reflektierten Strahls wird mit Hilfe des Reflexionsgesetzes konstruiert.
Auch andere Lichtstrahlen, die in geringem Abstand parallel zur optischen Achse auf den Hohlspiegel treffen, verlaufen nach der Reflexion ziemlich genau durch den Punkt F.
Lichtstrahlen, die weiter am Rand auf den Hohlspiegel treffen, verlaufen nach der Reflexion allerdings nicht durch den Brennpunkt F.
Die Schnittpunkte der reflektierten Strahlen eines breiten, parallel zur optischen Achse auf den Spiegel treffenden Lichtbündels liegen auf einer Fläche, die man als Brennfläche oder Katakaustik bezeichnet und deren größte Helligkeit in der Nähe des Brennpunktes F zu finden ist.
Katakaustik bei
einem Metallring
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Strahlenverlauf beim Hohlspiegel

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