Unklarheiten Brennweite

[Georgius]

Mir ist bei der Brennweite was nicht klar:

Wenn ich eine Sammellinse nehme kann ich mit hilfe der Sonne bei geeignetem Abstand etwas zum brennen bringen. Ist das die Brennweite? Und was bringt das mir wenn ich damit ein Foto machen will(fiktiver Aufbau)? Da bekomme ich ja kein Bild sondern nur einen Punkt.

 

[Hoogo]

Ja, das ist die Brennweite. Wenn Du mit einer Lupe nah ans Papier musst, dann ist das eine kurze Brennweite, und die Sonne wird wirklich mehr oder weniger Punktförmig. Mit langen Brennweiten wird die Sonne aber als Kreis abgebildet. Das sieht man gut, wenn man auf etwas dunkles projiziert, das nicht gleich Feuer fängt. Bei doppelter Brennweite wird der Sonnenkreis auch doppelt so groß.

 

[Cornea]

Nimm mal eine Lupe und halte sie in kurzem (ca. 20 cm) Abstand vor eine möglichst weiße Wand gegeüber einem Fenster. Du wirst ein Bild des Fensters erkennen können, dass auf dem Kopf steht. Die Lupe erzeugt sehr viele "Brennpunkte" gleichzeitig, so dass ein Bild entsteht.

Gruß

Norbert

 

[Georgius]

Beruht dann das Brennglas darauf das es so eine kurze Brennweite hat und daher (Prozentuell des Gesamtbildes) die Sonne so klein ist.

 

[CC84]

ja und nein. Tatsächlich ist auch das möglich, wie aber schon vorher schrieben wurde, wird das Bild ja gespiegelt. Demnach müssen alle Strahlen die von oben kommen nach unten, und die die von unten kommen nach unten, das gleiche mit links und rechts. Wenn du dir das mal aufmalst, erkennst du, dass an einem Punkt alle Strahlen sich treffen, das ist die Brennweite. Ein projektion des Bildes erhälst du an der doppelten Brennweite. Das nennt sich dann die Bildebene.

Achso hier habe ich noch ne Grafik gefunden:
http://www.elmar-baumann.de/fotografie/lexikon/zerstreuungskreis.html

 

[Cornea]

Ja. Das Sonnenlicht enthält neben dem sichtbaren Anteil ja auch noch UV- und Inrarotanteile, also Wärmestrahlung. Das gesamte Licht der Sonne, welches auf die Oberfläche der Lupe fällt, wird in deren verkleinertem Abbild "konzentriert", und das passiert auch mit der Wärmestrahlung, und deswegen wird es heiß.

Gruß

Norbert

 

[Gelöschtes Mitglied 51465]

Habe auch mal nachgeschaut,...ob die unter Wikipedia eingestellte Erklärung das Thema ausreichend erklärt vermag ich jedoch nicht zu beurteilen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Fokus

Viele Grüße
robofis

 

[Yorllik]

Beruht dann das Brennglas darauf das es so eine kurze Brennweite hat und daher (Prozentuell des Gesamtbildes) die Sonne so klein ist.

Nein, aber je kürzer die Brennweite ist, desto kleiner kann auch der erforderliche Durchmesser der Linse sein, um die gleiche (Licht-) Energiemenge in einem Punkt zu sammeln (Stichwort: Lichtstärke, in der Fotografie ein wohlbekannter Begriff). Siehe auch wikipedia.

Viele Grüße
Kilroy

 

[Tonsillus]

Beruht dann das Brennglas darauf das es so eine kurze Brennweite hat und daher (Prozentuell des Gesamtbildes) die Sonne so klein ist.

Ja. Auch der blaue Himmel wird projiziert, ist aber im Verhältnis zu Sonne zu lichtschwach, um ihn auf dem Papier sehen zu können. Wenn die Sonne von Wolken verschleiert, aber gerade noch sichtbar ist, kann man auch die Wolken um den "Brennpunkt" sehen.

Allgemein, das Bild der Sonne hat bei 1000mm Brennweite einen Durchmesser von rund 10mm, bei kürzeren Brennweiten linear kleiner, bei längeren größer. Der Brennpunkt beim Brennglas ist also kein Punkt, sondern das Sonnenbild.

Ich zitiere mich mal selber, Objektiv und Brennglas ist optisch dasselbe:

Die Energiemenge der Sonnenstrahlung nimmt beim Durchgang durch ein Objektiv natürlich nicht zu, wohl aber die Energiedichte im Sonnenbild (Brennfleck)

Bei einem Objektiv 50/2 beträgt die Eintrittsöffnung rund 25mm, die Eintrittsfläche somit 491 qmm. Das Sonnenbild hat bei 50mm Brennweite einen Durchmesser von rund 0,5mm oder 0,196 qmm. Die Energiedichte im Brennfleck ist auf das 2500fache angestiegen.

Bei einem 300er 1:2 ergibt sich das Gleiche. Die Eintrittsfläche ist zwar wesentlich größer als beim 50er, aber das Sonnenbild ist mit 3mm im gleichen Verhältnis größer.

Die Energiedichte (Brennfleck) ist also nur von der relativen Öffnung abhängig, die Energiemenge dagegen vom absoluten Durchmesser.

Beim Auge ergibt sich bei etwa 15mm Brennweite und 1mm Pupillenweite nur eine Anstieg der Energiedichte um das 5 fache. Trotzdem wird niemand freiwillig längere Zeit in die Sonne starren.

(Alle Werte gerundet, mein Taschenputi is putt. *gg*)

 

[kapege.de]

Ein Brennglas (daher der Name) ist eine spezielle Form einer Sammellinse. Sein Zweck ist es Feuer zu machen. Dafür braucht es eine hohe Lichtstärke. Also großer Durchmesser und kurze ... Brennweite = hohe Lichtstärke = besonders hell = besonders heiß, wenn man die Sonne fokussiert.
Wenn man durch ein echtes Brennglas durchguckt, sieht man wenig. Für optische Zwecke ist es nicht zu gebrauchen.

 

[MrWulf]

Ein projektion des Bildes erhälst du an der doppelten Brennweite. Das nennt sich dann die Bildebene.

Bist du dir da sicher? Bin ja kein Optiker, aber für mich klingt das nicht logisch. Es würde IMHO auch dem Wikipediaartikel und dem von dir verlinkten Artikel widersprechen.

 

[Ste]

.....Ein projektion des Bildes erhälst du an der doppelten Brennweite. Das nennt sich dann die Bildebene.

[/url]

Das ist nicht korrekt. Der Zersteuungskreis ist am kleinsten im Brennpunkt (idealerweise punktförmig) und damit maximal scharf. Dort gehört dann auch die Bildebene (z.B. der Sensor) hin um optimale Schärfe zu erzielen. Das gilt natürlich nur für die Unendlich-Abbildung. Im Nahbereich ist der Punkt in dem sich die Strahlengänge kreuzen natürlich verschoben. Dies wird üblicherweise im Gesamtsystem durch Verschieben der Linse (scharfstellen) ausgeglichen um die Bildebene in den Strahlenschnittpunkt zu bekommen (das Wort Brennweite kommt mir hier nur schwer aus dem keyboard, da diese üblicherweise für parallel einfallende Strahlen definiert ist, aber defacto verändert sie sich). Altenativ könnte man auch z.B. den Sensor verschieben.

 

[Tonsillus]

Die Brennweite ist, wenn das Objektiv auf unendlich fokussiert ist, der Abstand der Hauptebene des Objektivs von der Bildebene (Sensor). Da die Hauptebene je nach Konstruktion irgendwo im Innern des Objektivs, aber auch davor oder dahinter liegen kann, lässt sich das nicht mit dem Zollstock nachmessen.

Deshalb wird die Brennweite nach der Abbildungsgleichung beim Abbildungsmaßstab 1:1 bestimmt. f = (Abstand Bildebene(Sensor) bis Objektebene (Gegenstand)) geteilt durch 4.

 

[Georgius]

Danke für eure Antworten. Die Modelle sind meist so vereinfacht das sie mich vereinfacht das sie mich verwirren.

Hab mal was zum spielen gefunden: http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/optik1.html

Alles ist mir noch nicht klar, aber ich arbeite daran.

 

[Tonsillus]

(das Wort Brennweite kommt mir hier nur schwer aus dem keyboard, da diese üblicherweise für parallel einfallende Strahlen definiert ist, aber defacto verändert sie sich).

Der Begriff Brennweite ist festgelegt. Er gilt bei Bildweite=Unendlich. Hier gilt Bildweite=Brennweite. Sobald der ferne Gegenstand näher rückt, vergrößert sich die Bildweite.

Da es äußerst unpraktisch wäre, jedem Objektiv eine Liste aller möglichen Gegenstandsweiten und Bildweiten aufzudrucken, gibt man halt nur die Brennweite (= Bildweite bei Unendlich) an.

 

[-DaKo-]

Hab leider keine lichtstarke WW Brennweite, aber mit dem 85 1.8 konnte man im Sommer durchaus Papier zum brennen bekommen, mit z.B. einem 50 1.2 oder einem 28 1.8 sollte das dann noch etwas besser gehen. Wenn du die richtigen Objektive hast brauchst du also kein extra Brennglas.

Die Brennweite ist der Abstand der Linsenmitte zum vermeintlichen "Brennpunkt" auch beim Brennglas leider genaugenommen nicht, da 1. von der vorderen Hauptebene gemessen werden muss und 2. die Sonne nicht im Unendlichen liegt, also nor ein wenig Fokusauszug vorhanden ist. Der Unterschied bei einer Messung per Hand und einem einlinsigen brennglas sollte aber gering sein.

 

[Tonsillus]

Eine ältere Fotografenregel sagt, alles was 1000 mal Brennweite weit weg ist, ist Unendlich. Bei einem 300mm Objektiv wären das schon 300 Meter. Alles was noch weiter weg ist, erscheint dann auch scharf.

Heute, im Zeitalter hochauflösender Sensoren und extremer Vergrößerungen wird der Faktor 1000 etwas zu klein sein.

 

[-DaKo-]

Eine ältere Fotografenregel sagt, alles was 1000 mal Brennweite weit weg ist, ist Unendlich. Bei einem 300mm Objektiv wären das schon 300 Meter. Alles was noch weiter weg ist, erscheint dann auch scharf.

Heute, im Zeitalter hochauflösender Sensoren und extremer Vergrößerungen wird der Faktor 1000 etwas zu klein sein.

Die Fotografenweisheit mag ja für die in der Fotografie üblichen Zerstreuungskreise gelten, aber im Fall der Sonne erkennt man ganz gut, dass sie eben nicht ubnendlich qweit weg ist, denn dann wäre eine Abbildung in einem Punkt möglich, dagegen erhält man z.B. selbst mit einem 85er lediglich einen Kreis mit merklicher Ausdehnung auf dem Papier.

 

[Tonsillus]

... dagegen erhält man z.B. selbst mit einem 85er lediglich einen Kreis mit merklicher Ausdehnung auf dem Papier.

Ja logo. Das liegt aber einfach daran, daß die Sonnenscheibe von uns aus noch eine merkliche Winelausdehnung hat. Wer, auch mit einem sehr langbrennweitigen Objektiv, ein Objekt auf der Erde in 10km Entfernung scharfstellt, kann mit der gleichen Scharfstellung auch den Mond, die Sonne, Planeten oder Fixsterne fotografieren. Ein Nachfokussieren ist nicht nötig. Sie alle liegen für das Objektiv im Unendlichen.

 

[-DaKo-]

Ja logo. Das liegt aber einfach daran, daß die Sonnenscheibe von uns aus noch eine merkliche Winelausdehnung hat. Wer, auch mit einem sehr langbrennweitigen Objektiv, ein Objekt auf der Erde in 10km Entfernung scharfstellt, kann mit der gleichen Scharfstellung auch den Mond, die Sonne, Planeten oder Fixsterne fotografieren. Ein Nachfokussieren ist nicht nötig. Sie alle liegen für das Objektiv im Unendlichen.

Ja, darum geht es hier aber nicht und das war nie strittig.