Basiswissen

Sphärisch (kugelartig) nennt man optische Linsen die mindestens eine optisch wirksame Oberfläche haben, die von der Form her Teil einer Kugeloberfläche ist. Bei einer klassischen Sammellinse können beide Seiten kugelartig nach außen gewölbt sein (konvex-konvex). Häufig anzutreffen sind aber auch sphärische Linsen, bei denen nur eine Seite sphärisch ist, die andere hingegen eben oder plan ist (plan-konvex).

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Die zwei gewölbten Flächen sind sphärisch, also Kreisbögen.☛

Wie nennt man die Kugefläche mathematisch?

Im Extremfall kann eine Glaskugel als sphärische Linse bezeichnet werden.

Man kann von der Glaskugel aber beliebige Teile abtrennen, ...

wobei die Schnittfläche aber immer eine perfekt flache Ebene sein muss.

Jede so entstandene Restform ist immer noch eine sphärische Linse.

Die gekrümmte Fläche heißt in der Technik Kugelkalotte ↗

In der Geometrie spricht man von einem Kugelsegement oder Kugelabschnitt ↗

Die sphärische Aberration

Sphärische Linsen sind relativ leicht herzustellen. Sie können damit preiswert gefertigt werden. Sie haben aber einen unerwünschten Abbildungsfehler: so werden bei sphärischen Sammellinsen parallel einfallende Lichtstrahlen nicht alle eng in einem Punkt gebündelt. Vielmehr schneiden sich verschiedene der parallel einfallenden Strahlen in verschiedenen Punkten. Siehe mehr dazu unter sphärische Aberration ↗

Fußnoten

[1] 1860, Klassifizierung von Linsen: "Linse (Linsenglas, insbesondere sphärische L.), ein Glas, das beiderseits durch Kugelabschnitte umschlossen ist, deren Begrenzungskreise, wenn sie nicht zusammenfallen, doch einander parallel sind. Die Verbindungslinie der beiden geometrischen Mittelpunkte der Kugelflächen, welche immer durch den Mittelpunkt der L. (den optischen Mittelpunkt) geht, heißt die Achse der L. Sind beide Kugelflächen nach außen gewölbt, so heißt die L. biconvex; dagegen planconvex, wenn die eine Begrenzungsfläche eben, die andere convex ist; concavconvex od. ein Meniskus, wenn die eine Fläche hohl, die andere erhaben ist; ferner biconcav, wenn beide Flächen hohl, u. planconcav, wenn eine Fläche hohl, die andere eben ist; die beiden ersten Arten hiervon heißen auch Sammellinsen, die beiden letzten Zersteuungslinsen; die Menisken gehören zu den Sammel- od. Zerstreuungslinsen, je nachdem die erhabene od. hohle Fläche stärker gekrümmt ist." Und dann noch weiter zur Physik des Strahlengangs, zu Abbildungsfehlern und zur Verwendung von Linsen. In: Pierer's Universal-Lexikon, Band 10. Altenburg 1860, S. 402-404. Online: http://www.zeno.org/nid/20010350551