Gast_338619
Guest
kendon: Deine Überlegungen gelten aber nur für das Abbild eines Objektes. Von jeder Stelle seines Umrisses gehen Lichtstrahlen in verschiedenen Richtungen aus, wobei sich jeweils die Lichtstrahlen vom gleichen Ausgangspunkt in der Bildebene wieder gegenseitig schneiden. Die Position dieser Schnittpunkte zueinander liegt proportional zur Position der Ausgangspunkte vom Objekt. Erst dieses Verhältnis gibt den Abbildungsmaßstab an.
Parallele Lichtstrahlen eines Lasers jedoch haben zwar verschiedene Ausgangspunkte, gehen aber nicht in unterschiedlichen Richtungen von einem Objekt aus, also auch nicht mit unterschiedlichen Winkeln durch die Linse. Entsprechend gibt es keine Schnittpunkte in der Bildebene und damit keine "Bildgröße". Dafür treffen sich aber alle Strahlen des Lasers aufgrund ihrer Parallelität im Brennpunkt.
Schlussfolgerungen:
Ist die Optik (Objektiv oder Pupille) auf unendlich fokussiert (= Auge entspannt), ist die Brennweite völlig egal und die gesamte von der Frontlinse aufgenommene Leistung wird auf kleinstmöglichen Raum konzentriert. Bei üblicher Strahlaufweitung von 1 mrad (~ 1 mm/m) und einem Pupillendurchmesser von 7 mm kriegen Menschen also innerhalb 7 m Abstand vom Laser die volle Laserleistung ab. Dabei gilt: je schärfer das Sehen, umso kleiner der betroffene Bereich, aber umso sicherer auch dessen Überlastung. In der Fovea centralis haben wir etwa 140.000 Zapfen pro mm², d.h. bei nur 1 mW Laserleistung kriegen je nach Sehschärfe z.B. 1.000 Zapfen die 140-fache Sonnenleistung ab - oder 140 Zapfen die 1.000-fache, oder... (sic!)
Etwas günstiger ist es, wenn die Optik nicht auf unendlich fokussiert ist. Je länger dann die Brennweite ist, umso weiter liegt die Bildebene dann vor ihr und umso näher kommt die auf dem Sensor betroffene Fläche der Fläche, mit der der Laser auf die Frontlinse auftrifft, was die Leistungsdichte etwas verringert. Größer verteilt sich der Laserstrahl aber nicht, denn selbst eine Telelinse weitet nur Abbilder auf, aber nicht parallele Strahlen - schließlich handelt es sich immer noch um eine Sammellinse! D.h. selbst bei völliger Defokussierung nimmt die Leistungsdichte nur so (nämlich quadratisch mit der Entfernung) ab, wie sie es für den Laser auf einer normalen Oberfläche tun würde. Selbst bei simplen 1 mW wäre das in 1 m Entfernung also wie direkt in die Sonne blicken - und das nur in einem langbrennweitigen, völlig defokussierten Objektiv. Mit der kurzen Brennweite des Auges ist das dagegen kaum möglich - hier liegt die Bildweite auch bei größter Anstrengung der Hornhaut (Lesen im Nahbereich) immer deutlich näher an der Brennweite und die Leistungsdichte ist bereits merklich gegenüber der an der Pupille erhöht.
Fazit: Die Leistungsdichte, die auf der Netzhaut oder dem Sensor auftritt, kann unter günstigsten Umständen so groß sein wie wenn der Laser in gleicher Entfernung eine normale Wand trifft - nie aber kleiner. Im Regelfall ist die auf Sensor/Pupille ankommende Leistungsdichte um einige 100 bis 1000 höher. Und wie gesagt: selbst ein kleiner 1 mW-Pointer hat in 1 m Entfernung bereits die Einstrahlungsleistung der Sonne auf der Erdoberfläche.
Ein Laserpointer, der auf einer matten Wand bloß blendet - toastet bei direktem Hineinsehen eure Netzhaut bereits großflächig.
Parallele Lichtstrahlen eines Lasers jedoch haben zwar verschiedene Ausgangspunkte, gehen aber nicht in unterschiedlichen Richtungen von einem Objekt aus, also auch nicht mit unterschiedlichen Winkeln durch die Linse. Entsprechend gibt es keine Schnittpunkte in der Bildebene und damit keine "Bildgröße". Dafür treffen sich aber alle Strahlen des Lasers aufgrund ihrer Parallelität im Brennpunkt.
Schlussfolgerungen:
Ist die Optik (Objektiv oder Pupille) auf unendlich fokussiert (= Auge entspannt), ist die Brennweite völlig egal und die gesamte von der Frontlinse aufgenommene Leistung wird auf kleinstmöglichen Raum konzentriert. Bei üblicher Strahlaufweitung von 1 mrad (~ 1 mm/m) und einem Pupillendurchmesser von 7 mm kriegen Menschen also innerhalb 7 m Abstand vom Laser die volle Laserleistung ab. Dabei gilt: je schärfer das Sehen, umso kleiner der betroffene Bereich, aber umso sicherer auch dessen Überlastung. In der Fovea centralis haben wir etwa 140.000 Zapfen pro mm², d.h. bei nur 1 mW Laserleistung kriegen je nach Sehschärfe z.B. 1.000 Zapfen die 140-fache Sonnenleistung ab - oder 140 Zapfen die 1.000-fache, oder... (sic!)
Etwas günstiger ist es, wenn die Optik nicht auf unendlich fokussiert ist. Je länger dann die Brennweite ist, umso weiter liegt die Bildebene dann vor ihr und umso näher kommt die auf dem Sensor betroffene Fläche der Fläche, mit der der Laser auf die Frontlinse auftrifft, was die Leistungsdichte etwas verringert. Größer verteilt sich der Laserstrahl aber nicht, denn selbst eine Telelinse weitet nur Abbilder auf, aber nicht parallele Strahlen - schließlich handelt es sich immer noch um eine Sammellinse! D.h. selbst bei völliger Defokussierung nimmt die Leistungsdichte nur so (nämlich quadratisch mit der Entfernung) ab, wie sie es für den Laser auf einer normalen Oberfläche tun würde. Selbst bei simplen 1 mW wäre das in 1 m Entfernung also wie direkt in die Sonne blicken - und das nur in einem langbrennweitigen, völlig defokussierten Objektiv. Mit der kurzen Brennweite des Auges ist das dagegen kaum möglich - hier liegt die Bildweite auch bei größter Anstrengung der Hornhaut (Lesen im Nahbereich) immer deutlich näher an der Brennweite und die Leistungsdichte ist bereits merklich gegenüber der an der Pupille erhöht.
Fazit: Die Leistungsdichte, die auf der Netzhaut oder dem Sensor auftritt, kann unter günstigsten Umständen so groß sein wie wenn der Laser in gleicher Entfernung eine normale Wand trifft - nie aber kleiner. Im Regelfall ist die auf Sensor/Pupille ankommende Leistungsdichte um einige 100 bis 1000 höher. Und wie gesagt: selbst ein kleiner 1 mW-Pointer hat in 1 m Entfernung bereits die Einstrahlungsleistung der Sonne auf der Erdoberfläche.
Ein Laserpointer, der auf einer matten Wand bloß blendet - toastet bei direktem Hineinsehen eure Netzhaut bereits großflächig.
Zuletzt bearbeitet:
