195. Sphärische Spiegel.

Ein ^sphärischer Spiegel^ ist gekrümmt wie die ^Oberfläche einer Kugel^;

ist dabei die ^innere, hohle^ Seite spiegelnd, so heißt er ein

^Hohlspiegel oder konkaver sphärischer Spiegel^; ist die ^äußere^ Seite

spiegelnd, so heißt er ein ^konvexer Spiegel^.

Brennpunkt des Hohlspiegels.

^Die Hohlspiegel^ sind gewöhnlich rund, und die Verbindungslinie des

Krümmungsmittelpunktes mit der Mitte des Spiegels, also ~OM~, ist die

^Hauptachse^; jede andere durch ~O~ gehende Linie heißt eine Nebenachse

des Spiegels.

[Abbildung: Fig. 247.]

Wir lassen ein Bündel paralleler Lichtstrahlen der Hauptachse ~MO~

parallel auf den Spiegel fallen (Fig. 247) und untersuchen den ^Gang der

reflektierten Strahlen^. Es sei ~LJ~ ein solcher Strahl, so kann man das

in ~J~ liegende Flächenstückchen des Spiegels als eben betrachten; das

Einfallslot ist dann der Krümmungsradius ~JO~, da er senkrecht auf der

Fläche steht. Macht man den Reflexionswinkel gleich dem Einfallswinkel,

und nennt den Schnittpunkt des reflektierten Strahles mit der Achse ~F~,

so ist ~LJO = OJF~ (Reflexionsges.), ~LJO = JOF~ (Wechselwinkel), also

~OJF = JOF~, somit ~△ FJO~ gleichschenklig, oder ~JF = FO~. Wir nehmen

nun an, ~J~ liege so nahe an ~M~, daß man ohne nennenswerten Fehler ~JF

= FM~ setzen kann, so ist auch ~FM = FO~, d. h. der reflektierte Strahl

schneidet die Achse in der Mitte des Radius. Für jeden anderen

parallelen Strahl ~L′J′~ gilt dieselbe Ableitung und das gleiche

Resultat, ebenso auch für jeden Strahl, der in einem andern

Achsenschnitte des Spiegels liegt.

Folglich: #Alle parallel der Hauptachse auffallenden Strahlen gehen nach

der Reflexion durch denselben Punkt ~F~# um so genauer, je näher sie an

der Mitte ~M~ auffallen, ^Zentralstrahlen^.

Läßt man Sonnenlicht auf den Hohlspiegel fallen, so wird es in einen

kleinen Fleck vereinigt, ebenso aber auch alle ^Wärmestrahlen^; es ist

deshalb in diesem Punkte (Flecke) sehr viel Wärme vereinigt, so daß ein

leicht entzündlicher Körper dort entzündet wird. Man nennt deshalb

diesen Punkt ~F~ den ^Brennpunkt^ oder ^Fokus^, seinen Abstand vom

Spiegel, also ~FM~, die ^Brennweite^ oder ^Fokaldistanz^, ~f~, und den

Hohlspiegel auch ^Brennspiegel^.

[Abbildung: Fig. 248.]

Ist die Öffnung eines Hohlspiegels einigermaßen groß im Verhältnis zum

Radius, so weichen die reflektierten Strahlen beträchtlich von dem eben

beschriebenen Gange ab, gehen also nicht mehr alle durch den Brennpunkt,

sondern berühren eine krumme Linie, welche im Brennpunkte eine Spitze

hat, Brennlinie oder katakaustische Linie.

Betrachtet man nicht nur den in der Figur gezeichneten Achsenschnitt,

sondern alle Achsenschnitte, so liefert jeder eine Brennlinie; sie

erfüllen eine Brennfläche, die katakaustische Fläche.

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 204 / 340 题