Lupe
Lupe: Bei dieser relativ “dicken” Sammellinse entstehen starke Bildverzerrungen am Rand. Auch können chromatische Aberrationen beobachtet werden (farbliches Aufspalten des Lichts)

Die Lupe ist eine einfache Sammellinse. Der betrachtete Gegenstand wird nahe an die Lupe gehalten (näher als der Brennpunkt), so dass ein vergrössertes, aufrechtes, virtuelles Bild entsteht.

Das Prinzip der Lupe ist auch in Mikroskopen und Teleskopen in den Okularen realisiert. Die Objektive der beiden Geräte produzieren ein reelles Zwischenbild, das nahe an die Sammellinse der Lupe positioniert wird. Diese erzeugt daraus ein virtuelles Zwischenbild, das durch den Lupeneffekt nochmals vergrössert ist.

Funktionsprinzip

Entstehung eines virtuellen Bilds vor der Sammellinse (Lupe)
Wenn der Gegenstand näher zur Sammellinse als die Brennweite $f$ gebracht wird, entsteht ein aufrechtes, vergrössertes und virtuelles Bild (Lupeneffekt).

Liegt der Gegenstand zwischen Brennpunkt und Linsenebene, entsteht ein virtuelles Bild. Der Parallelstrahl wird nach der Linse wieder zu einem Brennpunktstrahl und der Mittelpunktstrahl bleibt ungebrochen. Die Strahlen divergieren nach der Linse, d.h. sie verlaufen auseinander und können sich somit nicht in einem Bildpunkt treffen.

Ein Betrachter (nach der Linse) könnte diese beiden Lichtstrahlen sehen und würde annehmen, dass sie gerade verlaufen. Die beiden gestrichelten Verlängerungen der Lichtstrahlen treffen sich vor der Linse in einem virtuellen Bildpunkt, der die Spitze des Bildes ausmacht. Das Bild ist virtuell, da die beiden Lichtstrahl im Bildpunkt nicht physisch vorkommen. Der Betrachter meint nur, sie kämen aus diesem gemeinsamen Punkt. Tatsächlich entstammen sie aber von der Spitze des Gegenstands, die aber anderswo ist.

Wenn Sie mit einer Lupe statt einen nahen Gegenstand, in die Ferne schauen, sehen Sie die Welt auf dem Kopf. Die Gegenstandsweite ist grösser als die Brennweite und es entsteht ein reelles, umgekehrtes Bild.