Unklarheiten Brennweite

[Gast_30864]

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.

Das ist ein Sonderfall, der dann gilt, wenn Gegenstandweite = Bildweite ist.
Tonsillus hat das ja schon angedeutet.

Die Formel dafür ist 1/f=1/b+1/g
f=Brennweite
g=Gegenstandsweite
b=Bildweite

Wenn man zwei von den Werten kennt, dann kann man sich auch wunderbar damit den dritten ausrechnen.

 

[Frank Klemm]

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.

Jede elektromagnetische Strahlung erzeugt bei Absorption Wärme.
Ultraviolett, sichtbares Licht wie Infrarot. Genauso Hertzsche Wellen von Millimeterwellen bis Kilometerwellen (z.B. "Kurzwelle").

Das Energiemaximum der Sonne liegt im gelbgrünen, die Hälfte der Energie liegt darüber, die andere Hälfte darunter. Die Infrarotstrahlung macht ca. 20 % der Gesamtstrahlung aus.

 

[Effello]

Das Energiemaximum der Sonne liegt im gelbgrünen, die Hälfte der Energie liegt darüber, die andere Hälfte darunter. Die Infrarotstrahlung macht ca. 20 % der Gesamtstrahlung aus.

Gilt diese Aussage für die Erdoberfläche oder fürs Weltall?

 

[Tonsillus]

Gilt diese Aussage für die Erdoberfläche oder fürs Weltall?

Guggsdu hier:

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Sonne_Strahlungsintensitaet.svg&filetimestamp=20071018092930

 

[kapege.de]

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.

Selbst zwischen Mond und sternen muss ich meine 2 Meter Brennweite (Celestron-Teleskop) nicht mehr umfokussieren und der Mond ist "etwas" näher als die Sonne - und die Sterne "a bisserl" weiter weg.

Das mit dem Scheibchen liegt daran, dass die Sonne keine punktförmige Lichtquelle ist, sondern sie hat einen Durchmesser - und der ist von der Erde aus betrachtet ungefähr derselbe wie der des Mondes. Und den Mond, mit einem 85er fotografiert, kann man schon als Scheibchen erkennen.
Deshalb soll ja die Brennweite beim Brennglas möglichst kurz sein. Ein klassisches Brennglas hat eine Weite von 2-5 cm, mehr nicht; denn je kürzer die Brennweite, desto kleiner ist das Sonnenscheibchen und desto mehr Energie wird auf immer weniger Fläche konzentriert. Man sollte als Brennglas also eher das 50/1,4 nehmen als das 85/1,8 - nicht nur weil es lichtstärker ist, sondern eben wegen der Punktförmigkeit der Sonne.

 

[cameo]

Also irgendwie habe ich den Eindruck, dass hier eine Menge Halbwahrheiten zum Besten gegeben werden. Ich versuch's jetzt auch mal.

Das von Georgius gefundene Tool ist schon ganz nützlich zur Veranschauung:

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

Bild 01:
Das kennen wir aus der Schule. Der Brennpunkt (Fokuspunkt) ist hier der Punkt, an dem der horizontale Objektstrahl die mittige horizontale Linie schneidet. Das ist - obwohl das hier ein paar User behaupten - nicht der Punkt, an dem der Sensor/Film sitzt. Denn dann würde man dort nur einen Punkt abbilden und kein verkleinertes Bild der Wirklichkeit. Die Bildebene (also der Sensor/Film) liegt in irgendeinem Abstand hinter dem Brennpunkt. Die Brennweite ist immer (!) der Abstand von der Linsenachse zum Brennpunkt und ist bei horizontal einfallendem Licht immer gleich.

Bild 02:
Parallel verlaufende Strahlen/Wellen haben keinen Einfluss auf die Lage des Brennpunktes und damit der Brennweite. Er liegt genau an der gleichen Stelle wie bei Bild 01.

Bild 03:
Das Bild zeigt z.B. eine Glühbirne. Der von der Quelle ausgehende horizontale Strahl verläuft nach wie vor durch den gleichen Punkt wie bei "01" und "02". Dies ist hier allerdings nur ein fiktiver Brennpunkt. Der eigentliche Brennpunkt ist wieder dort, wo sich alle Strahlen in einem (!) Punkt schneiden.

Warum bei dem einen oder anderen Objektiv nur ein Kreis mit merklicher Ausdehnung zustande kommt, liegt höchstwahrscheinlich daran, dass entweder mehrere Linsen verbaut sind, oder der Brennpunkt selbst im Objektiv liegt...

Wenn ich eine Sammellinse nehme kann ich mit hilfe der Sonne bei geeignetem Abstand etwas zum brennen bringen. Ist das die Brennweite?

Ja. Defintiv. Daher auch der Name.

Und was bringt das mir wenn ich damit ein Foto machen will (fiktiver Aufbau)? Da bekomme ich ja kein Bild sondern nur einen Punkt.

Richtig. Nur einen Punkt. Das "Foto" entsteht hinter dem Brennpunkt auf der Bildebene.

Ciao
M

 

[Tonsillus]

Richtig. Nur einen Punkt. Das "Foto" entsteht hinter dem Brennpunkt auf der Bildebene.

Falsch. Das Bild setzt sich aus vielen "Brennpunkten" zusammen, die ausserhalb der optischen Achse, aber in der Bild(brenn)ebene liegen.

 

[Ste]

...

Ich glaube Du musst noch mal über die Bücher.

 

[cameo]

Falsch. Das Bild setzt sich aus vielen "Brennpunkten" zusammen, die ausserhalb der optischen Achse, aber in der Bild(brenn)ebene liegen.

Am Beispiel eines Makros würde das dann bedeuten, dass alle Bildpunkte IMMER scharf sind, da ja nach Deiner Erklärung alle Punkte immer auf dem Film liegen. Ich glaube, das stimmt nicht ganz...


Und dann bitte ich um eine Erklärung von folgender Animation:
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph09/umwelt_technik/12foto/aufbau/aufbau.htm

und dieses Bildes:
http://katalog.av-medien.net/html/katalog/optik-2_1326-beispiel.htm

 

[Paul_Germany]

Bitte immer die Fokus-Stellung des Objektivs beachten!

In der Fokus-Stellung "Unendlich" ist die Bildebene mit der Brennebene identisch. Parallele Lichtbündel (nicht nur von vorn) erzeugen dann Brennpunkte. Wie früher im Thread erwähnt ist das bei der Astrofotografie der Fall.

Zieht man den Fokus von Unendlich auf eine kürzere Entfernung, wird die Optik vom Sensor entfernt, so dass der Brennpunkt vor dem Sensor liegt bzw. die Bildebene hinter der Brennebene.

Sieht man beim Canon 55-250 sehr schön wie sich der Tubus bei kürzerem Fokus weiter herausschiebt.

 

[Tonsillus]

Am Beispiel eines Makros würde das dann bedeuten, dass alle Bildpunkte IMMER scharf sind, da ja nach Deiner Erklärung alle Punkte immer auf dem Film liegen.

Natürlich nicht. Nur die Brennpunkte der Schärfeebene werden auf der Bildebene auch scharf wiedergegeben. Irgendwie verrennst Du Dich immer wieder. Sieh es doch nicht so kompliziert.

 

[cameo]

Nun, ich glaube es ging ursprünglich weder um Objektiv, noch um Fokus oder um Astro oder sonstwas, nur um eine ganz einfache Sammellinse, und die Frage, was dort Brennpunkt mit Brennweite zu tun hat...

 

[Tonsillus]

und die Frage, was dort Brennpunkt mit Brennweite zu tun hat...

Bei einer dünnen Linse liegt der Brennpunkt im Abstand Brennweite. Einfach genug?

 

[Paul_Germany]

... was dort Brennpunkt mit Brennweite zu tun hat...

Auch bei der normalen Sammellinse muss man den Fokus beachten: welcher Gegenstand soll scharf auf der Bildebene abgebildet sein? Bei Bildebene = Brennebene für unendlich (oder ziemlich weit weg), für nähere Gegenstände muss die Sammellinse im Bild nach links bewegt werden.

 

[cameo]

Auch bei der normalen Sammellinse muss man den Fokus beachten: welcher Gegenstand soll scharf auf der Bildebene abgebildet sein? Bei Bildebene = Brennebene für unendlich (oder ziemlich weit weg), für nähere Gegenstände muss die Sammellinse im Bild nach links bewegt werden.

Na... es ging doch um die Sonne.... wahrscheinlich will er damit ein paar Ameisen jagen...

Bei einer dünnen Linse liegt der Brennpunkt im Abstand Brennweite. Einfach genug?

Ohne jetzt besserwisserhaft 'rüberkommen zu wollen: Das sag ich doch...

Aber ich glaube sowieso schon, der TO wollte hier mal testen, was aus einer simplen Frage für'n Selbsläufer werden kann... immerhin sind wir schon bei Seite 4....

 

[Frank Klemm]

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?

So grob in etwa.
Je dicker die Linse, um so ungenauer wird diese Betrachtung.
Bei Linsensystemen versagt sie dann komplett.

Am einfachsten definiert sich die Brennweite über den Dreisatz:

Abbildungsgröße : Brennweite = Gegenstandsgröße : Gegenstandsentfernung

für sehr große Gegenstandsentfernung. Eine solche Abbildung weist z.B. eine Lochkamera auf, die entsprechend der Brennweite von der Bildebene entfernt ist.

Wenn ein Objektiv verzeichnet, ändert sich diese Größe. Tonnenförmige Verzeichnungen bzw. gar Fisheyes haben am Rand einen geringeren Abbildungsmaßstab, die effektive Brennweite reduziert sich, kissenverzerrende Objektive haben am Rand einen größeren Abbildungsmaßstab.

Über die Lage der Brennebene oder die Form der Brennebene sagt das gar nichts aus.

 

[Georgius]

Nun, ich glaube es ging ursprünglich weder um Objektiv, noch um Fokus oder um Astro oder sonstwas, nur um eine ganz einfache Sammellinse, und die Frage, was dort Brennpunkt mit Brennweite zu tun hat...

Auf der Grafik liegt die Bildebene nicht im Brennpunkt. Waaaahhhhhhh :wall

 

[Gast_30864]

Auf der Grafik liegt die Bildebene nicht im Brennpunkt. Waaaahhhhhhh :wall

Natürlich nicht. Die Bildebene hat mit dem Brennpunkt nichts zu tun. Zumindest nicht mehr als insofern, daß die Brennweite einen Einfluß auf die Bildweite hat.

Würde das Bild immer im Brennpunkt entstehen, könnte man sich das Fokussieren eines Objektivs sparen. Man müßte ja nur den Sensor in den Brennpunkt setzen.
Da sich aber die Bildweite nunmal ändert, kommen wir ums fokussieren nicht rum.

Du mußt eigentlich nur zwei Gleichungen wissen:

I) 1/f=1/b+1/g

und

II) B/G=b/g

f=Brennweite (Abstand des Brennpunkts von der Linse)
b=Bildweite (Abstand des Bildes von der Linse)
g=Gegenstandsweite (Abstand des Gegenstandes von der Linse)
B=Bildgröße
G=Gegenstandsgröße

Damit kann man jede Art von Abbildung berechnen.
Das einzige, was du noch wissen mußt, daß ist, daß bei dicken Linsen oder Linsensystemen nicht vom Mittelpunkt der Linse aus gemessen wird, sondern von den beiden Hauptebenen. Das sind Ebenen, die Irgendwo im Raum liegen und zwischen denen ein Abstand ist. Wo die beiden liegen, daß hängt vom konkreten optischen System ab. Die beiden Gleichungen oben bleiben aber trotzdem gültig.

 

[cameo]

Die Bildebene kann eigentlich gar nicht direkt im Brennpunkt liegen. *duckundweg* (bissl verunsichert bin ich jetzt zugegeben aber doch...)

Denn: Nehmen wir das menschliche Auge (ohne Fehlsicht). Die Netzhaut ist unser "Sensor", die Hornhaut/Pupille unsere "Linse". Ein Objekt, das wir sehen, wird auf der Netzhaut sehr stark verkleinert dargestellt. Der Brennpunkt liegt daher ganz kurz vor dem Bild (und im Auge, also im "Objektiv").

Würde der Brennpunkt auf der Netzhaut liegen, würden wir - bis auf einen bunten Punkt vielleicht - gar nichts sehen, da nicht genug Sinneszellen aktiviert werden können. Logisch, oder?
(Irgendwelche Biolehrer hier?)

Das erklärt auch, warum wir mit dem Auge nur einen bestimmten Punkt "scharf" abbilden können, die Schärfentiefe quasi in die Wiege gelegt bekommen haben: Punkte eines (relativ kleinen oder weit entfernten großen) Objektes laufen hinter der Linse in einem Punkt (dem BP) zusammen, da davon ausgegangen werden kann, dass diese Strahlen parallel laufen. Alle anderen (nicht anvisierten Punkte, die vielleicht auch noch in der gleichen Gegenstandsebene liegen) werden unscharf dargestellt, da diese Strahlen nicht mehr parallel zu ersteren laufen. Folglich liegt der BP dieser Punkte woanders, und das entstehende Bild ist unscharf.

Allerdings gibt's gerade zum Strahlengang im Auge merkwürdig viele unrichtige Bildchen im web....

Übrigens: Bei dem Bild unten liegt der BP dort, wo sich die von außen kommenden horizontalen Strahlen im Auge schneiden - ca. hinteres 1/3 des Auges...

 

[Tonsillus]

Übrigens: Bei dem Bild unten liegt der BP dort, wo sich die von außen kommenden horizontalen Strahlen im Auge schneiden - ca. hinteres 1/3 des Auges...

Nein der Brennpunkt des oberen Teils (Baum) liegt genau auf der Netzhaut, der des unteren auch. Das sich die getrennten Strahlengänge bei eindrittel schneiden ist reiner Zufall. Was ist bloß so schwer daran zu verstehen. Seufz.