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Formatumrechnungen

Natürlich lese ich die Beiträge, aber wenn der TO in immer enuen Windungen seine Theorie "verteidigt", kann man es ja nochmals zusammen fassen, oder?

Und das eine andere Brennweite eine andere optische Kontruktion erfordert ist auch klar (eigentlich), bei #44 lag ich falsch, ich wollte ausdrücken, das durch das "Aufblasen" eines Objektivs kein geeignetes neues Objektiv entsteht, wollte den Beistrag eigentlich korrigieren - vergessen...
 
praktische Zahlen
Photography life hat systematische Daten zu verschiedenen Objektiven. Ich habe mir exemplarisch die Daten verschiedener Schneider Apo Symmare herausgesucht.
Der optische Aufbau über die Brennweiten bleibt im Grunde gleich, 6 Elemente in 4 Gruppen, weitgehend symmetrisch angeordnet. Das sind fast ideale Verhältnisse, das Thema zu betrachten.
Es gab die Brennweiten 80, 100, 105, 135, 150,180, 210, 240, 300, 360mm.
Diese Reihe ist im Wesentlichen ein "Aufblasen" einer gleich bleibenden Grundkonstruktion, keine "andere" optische Konstruktion.
Wenn man ausgesuchte Vergleichspärchen sucht und umrechnet, kommt recht übereinstimmend heraus, dass die Masse praktisch nicht mit der dritten Potenz der Brennweite steigt, sondern mit einem Exponenten etwas über 2. Diesen Wert haben andere schon vermutet und ich selbst sehe ihn auch als praktisch realistisch, in Beitrag #37 kam ich auf Massefaktoren ca 3x bei Verdopplung der Brennweite.
Es ist zu vermuten, dass die Differenz vom praktischen Masse-Umrechnungsfaktor zum theoretischen Massefaktor durch den Gewichtsanteil der Fassung verursacht wird, das scheint mir plausibel.
Grossformatobjektive des selben Herstellers bieten einen sehr guten Anhalt, weil oft die optische Grundformel konsequent beibehalten wird.
Grüsse aus der Eifel
maro
 
Beim Vergrößern muss man berücksichtigen, dass dabei hinsichtlich Schärfentiefe kein äquivalentes Objektiv heraus kommt. Ein 4,0/28-70 Kleinbild-Objektiv entspricht bei mFT einem 2,0/14-35. Das gab es für FT und war viel größer und schwerer als das äquivalente Kleinbildobjektiv. Nicht alle Eigenschaften skalieren also.
 
Und das eine andere Brennweite eine andere optische Kontruktion erfordert ist auch klar
So pauschal würde ich das nicht sagen:
Zum Beispiel in #55 wurde an existierenden Objektiven gezeigt dass sich Objektivkonstruktionen durchaus für unterschiedliche, an die Aufnahmeformate angepasste Brennweiten skalieren lassen.

(Nur zur Sicherheit: gemeint ist damit der Linsensatz, nicht mechanische und elektronische Bauteile.)
 
Skalieren einer Objektivkonstruktion

Das Skalieren einer Objektivkonstruktion ändert nichts am Objektivtyp, symmetrisch bleibt symmetrisch, retrofokus bleibt retrofokus, tele bleibt tele.
Wenn die gleichen Glassorten(Brechzahl und Dispersion) verwendet werden, vergrößern sich die optischen Fehler auch linear, was aber nichts ausmacht, da die Abbildung auf der Filmebene und der Bildkreis ja auch größer werden, und somit die optischen Fehler wieder relativ gleich bleiben.

Die Glasmasse nimmt mit dem Skalierungsfaktor hoch 3 zu. Wenn es gelingt Glas durch Kunststoff(Polycarbonat) mit gleicher Brechzahl und gleicher Dispersion zu ersetzen, dann kann die "Glasmasse" verringert werden. Falls nicht die gleiche Brechzahl und Dispersion zur Verfügung steht, muss natürlich die Objektivrechung angepasst werden.

Die Wandstärke des Tubus muss nicht in gleichem Maße skaliert werden, die Stabilität kann durch entsprechende Profilierung innerhalb des Tubus erreicht werden – Maschinenbau halt. Außerdem kann der Tubus aus leichteren Werkstoffen bestehen um Masse zu sparen.

Die Luft im Objektiv hat die gleiche Dichte wie die Luft außerhalb des Objektivs, der Auftrieb ist somit quasi 0.


Hier ein paar Angaben zur Dichte von verwendeten Materialien:
Glas 2,5g/cm^3
Polycarbonat 1,2g/cm^3
Magnesium 1,74g/cm^3
Aluminium 2,7g/cm^3



Wie skaliert die Dicke einer Linse beim Vergrößern des Durchmessers?

Als Beispiel dient hier eine konvex-plan Linse - also ein Kugelsegment:

https://de.wikipedia.org/wiki/Kugelsegment

a : halber Durchmesser des Segments (ganzer Durchmesser ist Linsendurchmesser)
r : Radius der Kugel (proportional zur Brennweite, Linsenschleiferformel)
h : Höhe des Segments (Dicke der Linse)

h = r - sqrt(r^2 - a^2)

wenn a und r verdoppelt wird, was passiert mit h ?

Zahlenbeispiel:
a = 10mm
r = 40mm
h = 1.27mm

a = 20mm
r = 80mm
h = 2.54mm

Wenn a und r verdoppelt werden, verdoppelt sich auch h.
So wie schon vermutet.



Wie hängen Brennweite und sphärischer Radius eine Linse zusammen?

Die Linsenschleiferformel zeigt den Zusammenhang:

https://de.wikipedia.org/wiki/Linsenschleiferformel

f Brennweite
n Brechungsindex
R1,R2 die Kugelradien (hierbei ist zu beachten, dass die beiden Radien dann gleiche Vorzeichen haben, wenn die Mittelpunkte auf derselben Seite der Linse liegen.

1/f = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2)

Die Brennweite f ist proportional der Kugelradien.

f = 1 / ( (n - 1) * (1/R1 - 1/R2) )

Zahlenbeispiele:
n=1.5
R=40
f=1 / ( (1.5 - 1) * (1/40) ) = 80

n=1.5
R=20
f=1 / ( (1.5 - 1) * (1/20) ) = 40




Dass die Masse einer Objektivkonstruktion beim Skalieren nicht im gleichen Maße wie das Volumen zunimmt, kann nur in der Dichte der verwendeten Materialien für die Linsen einerseits und den Materialien und deren Materialdicke für Fassung, Antriebe, Blende, u.s.w. andererseits liegen.
 
So einfach ist das alles nicht!

Doch ist es.
Ein Äquivalentes KB Objektiv wird immer ca. so groß und so schwer sein wie sein mFT Pendant. Selbe bauweise, selbe Glasmaterialien und selbes Tubusmaterial vorausgesetzt.

Heutzutage gibts sogar Objektive für KB die von den Eigenschaften her nicht Äquivalent sind, sondern sogar im Vorteil aber genauso kompakt sind wie die mFT.

Zum Beispiel das Oly 4/12-100 Pro verglichen mit dem Tamron 28-200 2,8-5,6.
Da ist das Tamron real bei 28mm 3(!) EV im Vorteil und bei 200mm immernoch eine!
Dem Tamron fehlen zwar 4mm unten, dafür kann ich mit einem 40,50 oder 60MP Body locker bis ca. 300mm Bildwinkel rein croppen
Wir lassen uns dabei auf der Zunge zergehen dass das eigentlich Äquivalente Objektiv ein f8/24-200 wäre............

https://bit.ly/3hj5DLC
 
Moin,
Muss a verdoppelt werden? Oder genauer gefragt: Müssen a und r für jede der Linsen im Objektiv verdoppelt werden?
Irgendwelche Abmessungen müssen jedoch verdoppelt (oder wenn schon nicht verdoppelt dann eben vergrößert) werden - sonst würden ja dem größeren Aufnahmeformat entsprechend angepasste größere Brennweite und Bildkreis nicht erreicht werden.

Dass nicht alle Linsen verdoppelt werden müssen zeigen die praktisch kaufbaren Beispiele von Kleinbildobjektiven.
Mit ein Grund ist auch dass Objektive für ein kleineres Aufnahmeformat "schärfer" sein müssen, d. h. eine höhere Auflösung gemessen in Linien pro mm liefern müssen.
Ebenso fließt in die Dimensionierung ein wieviel Vignettierung man zulassen möchte - je größer die Linsen desto weniger Abdunklung am Rand.

PS: Bitte das ganze nicht wieder in eine ermüdende Äquivalenzdebatte abgleiten lassen...
 
Luft als optisches Bauteil
Luft hat einen Brechungsindex und wird in der Optikkonstruktion gezielt eingesetzt um die Korrektur zu optimieren. Es gibt Objektive mit "Luftspalt", ein anderer Teilnehmer hat das ebenfalls erwähnt.
Luft ist somit in der Theorie wie in der Praxis wichtig.

Also so stimmt das endgültig nicht mehr. Die Luft hat zwar auch einen "Brechungsindex" (ein äußerst unglücklich gewählter Begriff, viel besser trifft es der ebenfalls verwendete Begriff "optische Dichte"), aber dieser Brechungsindex an sich spielt keine Rolle in der Objektivkonstruktion.

Die wesentliche notwendige Eigenschaft ist die Brechung des Lichts beim Wechsel des Strahlengangs von einem Medium (Glas) zum anderen Medium (Luft) mit unterschiedlicher optischer Dichte. Dabei entscheidet u.a. das Verhältnis der jeweiligen optischen Dichte über den Grad der Brechung.

Und an dieser Stelle könnte man statt Luft genauso gut ein Vakuum verbauen, die optische Dichte von Luft ist so gering, dass es einen vernachlässigbaren Unterschied zu Vakuum hat. Die Dichte von Luft wird gemein mit 1,000292 angegeben (Vakuum hat den Wert 1). Glas liegt bei ungefähr 1,5. Und ob man nun 1,5 zu 1,000292 oder 1,5 zu 1 in Relation setzt, es ist offensichtlich nicht einmal ein Unterschied von einem Promille.

Die Tatsache, dass man "Luft" benutzt, ist schlicht technischer Natur, sie entweicht nicht, sie muss auch nicht "hergestellt" oder "eingefüllt" werden. Ein Vakuum müßte man durch abpumpen erzeugen und das Objektiv absolut dicht herstellen, was technisch so gut wie unmöglich ist. Jedenfalls ist die "Bedeutung" der Luft "an sich" vernachlässigbar, ebenso wie deren Brechungsindex.
 
Wer kennt das Phänomen Fata Morgana?
Wer kennt das Phänomen, dass an der Nordseeküste ein Leuchtturm bei bestimmten Wetterbedingungen zu sehen ist, der geometrisch verdeckt sein müsste, unter dem Horizont liegt?
Nun, Optikkonstrukteure freuen sich auch über Humor.
Mein Hochschulleher im Studium physikalische Optik verwendete den Begriff "Brechungsindex", er schien mit aber nicht unglücklich.
Grüsse aus der Eifel
maro
 
Wer kennt das Phänomen Fata Morgana?[...]

das ändert nichts daran dass du hier immer abstrusere "Fakten" heranziehst um deine seltsame und mehrfach widerlegte Theorie zu untermauern.

Oder welchen Einfluss hat nun der Brechungsindex von Luft auf die Masse eines Objektivs?

Zumal auch deine Unterscheidung von Masse und Gewichtskraft in dem Zusammenhang dämlich ist. Denn ein Objektiv ist kein geschlossener Körper (im Sinne von Luftdicht) - somit kannst du die Masse der Luft im Objektiv defintiv nicht zur Masse des Objektivs dazurechnen....
 
Wer kennt das Phänomen Fata Morgana?
Mein Hochschulleher im Studium physikalische Optik

Wenn Du physikalische Optik im Studium hattest, dann kannst Du doch bestimmt den Zusammenhang zwischen Fata Morgana und Objektiv-Konstruktion erklären?? Denn der ist nun wirklich schwer herzustellen... (Wobei es mich nicht wundern würde, wenn die Fata-Morgana-ähnliche Effekte mal in Smartphone-Kameras nutzen um bestimmte Probleme zu umgehen... :lol:)
 
das sagt Wikipedia:
Luft
Der Brechungsindex für sichtbares Licht von Luft beträgt auf Meeresniveau 1,00028[12] (trockene Luft bei Normatmosphäre). Er hängt von der Dichte und damit von der Temperatur der Luft ab, sowie von der speziellen Zusammensetzung der Luft*– insbesondere der Luftfeuchtigkeit. Da die Luftdichte nach oben –*entsprechend den Gasgesetzen in einem Schwerefeld, siehe barometrische Höhenformel*– exponentiell abnimmt, beträgt der Brechungsindex in 8*km Höhe nur mehr 1,00011. Durch diese astronomische Refraktion scheinen Sterne höher zu stehen, als das ohne Atmosphäre der Fall wäre. Im technischen Bereich wird manchmal zur Vereinfachung der Brechungsindex der Materialien auf den von Luft bezogen.
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Er wird also berücksichtigt. Das Glas bricht gegenber Luft schwächer als gg Vakuum.
 
Aber was hat das jetzt mit Objektiv-"Vergrösserung" (Faktor 8 und so) zu tun? Der Brechungsindex / die optische Dichte bleibt doch gleich und ist von der Grösse unabhängig?

Und ja, natürlich muss der Brechungsindex von Luft bei der Objektivkonstruktion berücksichtigt werden, irgendwas muss ja zwischen den Linsen sein, v.a. wenn sie beweglich sind. Und das wird sicher auch bewusst genutzt um den Strahlengang entsprechend zu lenken. Nochmal: Aber was hat das jetzt mit Objektiv-"Vergrösserung" (Faktor 8 und so) zu tun?

Also um das Gewicht von Luft kann es doch hier nun wirklich nicht gehen, oder?
 
Hallo André,
ich denke, ich kann Deine Fragestellung verstehen.
Es kam die Meinung, ein Objektiv sei nicht massiv, und deshalb wäre der gedankliche Ansatz, doppelte Brennweite bei gleicher Blendenzahl, also rein hochskaliert, würde THEORETISCH nicht zur achtfachen Masse führen, falsch.
Wir wissen alle, dass es praktisch anders ist, aber die Begründung, es läge an den "Hohlräumen" greift zu kurz.
m@asche hat das in #65 schön sachlich aufgedröselt und im Detail erklärt, dass es grundsätzlich nicht auf die Dichte der einzelnen Bauteile ankommt, wenn konsequent hochskaliert wird und gleichbleibendes Material eingesetzt wird, das Ergebnis ist berechenbar, Danke, ich hatte es "Distributivgesetz" genannt. Um die durchgehende Konsequenz zu erklären, habe ich den Extremfall Luft als Material mit einbezogen, damit man besser versteht, das ein leichtes und ein schweres/dichtes Material im Prinzip das Gleiche machen.
Ich habe ausdrücklich darauf hingewiesen, wo die Grenzen für die Gewichtsrelevanz von Luft liegen, weil man Luft schlecht auf die Waage legen kann.
Andere sind daraufhin gegangen und haben der Luft die optische Relevanz abgesprochen, diese Diskussion haben wir im Moment. An diesem Punkt habe nicht ich mich von der Gewichtsdiskussion entfernt, nur ergänzt, dass die Luft optisch auch "etwas tut".
Die Brechkraft von Luft zu ignorieren ist zumindestens aus meiner Sicht nicht besonders zielführend.
Ich habe früher beruflich auch Luftbildfotografie für hochpräzise photogrammetrische Vermessung mitgemacht. Die Flughöhen lagen zwischen ca 300m und ca 6000m. Wenn wir hochauflösenden Film benutzt haben, konnten wir feststellen, dass die Kamera in grosser Höhe überfokussiert hat und ihre Unendlich-Justage verlor. Wir hatten die Parameter, das nachzurechnen und zu bestätigen. Das lag allerdings an Druck UND Temperatur, und nur wenn man beides berücksichtigte, konnte man die Defokussierung genau nachbilden.
Grüsse aus der Eifel
maro
 
Zuletzt bearbeitet:
Also um das Gewicht von Luft kann es doch hier nun wirklich nicht gehen, oder?

Hier geht es vor allem um heiße Luft, viel heiße Luft.

Kleiner Buchtipp: Das oblatendünne Eis des halben Zweidrittelwissens von Sarah Kuttner. Dort wird das Thema des sicheren Auftretens bei vollkommener Ahnungslosigkeit prominent platziert.

Ich habe übrigens einen Gasthörerschein für die Youtube Universität günstig abzugeben. Dort war es mir möglich die Abschlüsse als Diplom Virologe und als UEFA PRO A-Lizenz-Fußballtrainer in kurzer Zeit zu erlangen. Etwas viel Werbung, aber irgendwas ist ja immer. Wie ich gerade gesehen habe wird dort auch der Bachelor of Engineering in vergleichenden Wissenschaften der Bildsensortechnologie offeriert. Die Ausbildung ist halbtags binnen 2 Jahren machbar. Als konsekutiver Master wird empfohlen den Master of Engineering in fabulativem optischen Design in einem Jahr hinten anzuhängen. Silvester ist man immer fertig. Zugangsvoraussetzungen im engeren Sinne gibt es nicht. Eine temperamentvolle Diskussionskultur ist von Vorteil.
 
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