Lehrmittelsammlung MINT - außerschulische Projekte
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Da das Licht von einem dahinter liegenden Objekt von einer Masse abgelenkt wird, sehen wir "links" und "rechts" jeweils ein verzerrtes "Geisterbild" des gelinsten Objektes. Der Mittelpunktstrahl trifft direkt auf der Linse auf und wird quasi absorbiert oder reflektiert, aber er kommt nicht beim Beobachter an. 

Die seitlichen Abbilder des gelinsten Objektes enthalten zusammen aber mehr Licht als das Einzelbild. Mithin wird das Hintergrundobjekt durch die Linse heller (Ansicht rechts an unserem Himmel).

Wie groß ist die Lichtverstärkung μ quantitativ?

Rechne es nach: Der Abstand des Lichtstrahls von der Linse heißt Impaktparameter u. Nur von ihm hängt die Lichtverstärkung ab:

μ = 2 u2 +2

u √ u2 + 4
  , mit Impaktparameter u.

Astronomen messen aus Gründen der Praktikabilität den Abstand am Himmel in Einsteinradien. Wenn der Lichtstrahl genau einen Einsteinradius an der Linse vorbei läuft, ist also u=1.

Rechne aus: Wie groß ist dann die Lichtverstärkung?

Betrachte Grenzwerte: Wohin geht die Lichtverstärkung für u → 0, also Lichtstrahlen innerhalb des Einsteinradius? 

Spricht das gegen die Energieerhaltung?

Nein! Vereinfacht kann man sich das so überlegen: 
Normalerweise würde nur der eine Mittelpunktstrahl bei uns ankommen. Jetzt kommen aber zwei Strahlen bei uns an, nämlich der obere und der untere. Diese wären ohne Linse ganz woanders im Universum hingegangen, d.h. woanders entsteht jetzt ein Schatten, weil die Strahlen ja bei uns sind: Bei unserem Weinglas-Fuß können wir das live beobachten. Das transparente Glas wirft im Sonnenlicht einen Schatten, der genauso dunkel ist, wie der Schatten meines Arms (opak), denn das ganze Licht, das durch das Glas fällt, wird in die kaustischen Linien gebündelt.

 

Genau genommen müssen wird uns das Szenario der obigen Abbildung natürlich rotationssymmetrisch um die Bildschirmebene vorstellen. Eigentlich kommen also nicht nur "zwei" Lichtstrahlen bei uns an, sondern unendlich viele. Die Lichtverstärkung ist daher theoretisch (formal) unendlich groß. 

In praxi limitiert z.B. die Größe der gelinsten Lichtquelle diesen Effekt, so dass die Lichtablenkung zwar groß, aber nicht unendlich groß ist.   

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