Hallo
Ich habe da einige optische Fragen und hoffe, dass die Beantwortung euch Freude macht und mir natürlich auch.
Wie man bei einer Sammellinse die Brennweite messen kann und wo sich die Hauptebene einer Sammellinse befindet, ist mir bekannt.
Bei Lupen- und Vergrösserungsobjektiven ist die Brennweite üblicherweise bekannt.
Bei Fotoobjektiven bezieht sich die Angabe der Brennweite auf unendlich und ist somit da bekannt.
Die Naheinstellung bei Fotoobjektiven besitzt oft eine andere Brennweite, die nicht bekannt ist.
Bekannt sind die Brennweiten z.B. bei dem Fotoobjektiv Nikon AF-S VR Micro-Nikkor 105mm 2.8.
Nikon nennt folgende Brennweiten:
Bei Fokussierung auf unendlich, Brennweite = 104mm
Bei Fokussierung auf 1:1, Distanz 310.4mm, Brennweite = 75.7mm
Ist die Brennweite nicht bekannt, dann messe ich sie folgendermassen:
Zuerst wähle ich am Objektiv die Distanz, bei welcher ich die Brennweite messen möchte.
Zur Messung verwende ich eine Vollformatkamera mit 36mm Chipbreite, deren Bild ich auf einem Monitor betrachte.
Nun bringe ich den Abbildungsmassstab auf 1:1, also so, dass am Monitor auf die Bildbreite 36mm eines Massstabes scharf abgebildet werden.
Steht das Objektiv auf unendlich, sind dazu Zwischenringe oder Balgen notwendig.
Steht das Objektiv auf 1:1 ist kein zusätzlicher Auszug notwendig.
Dann vergrössere ich den Abbildungsmassstab durch einfügen von einem Auszug (Zwischenringe/Balgen) bis ich am Monitor eine Bildbreite von 18mm (36mm/2) sehe, also einen Abbildungsmassstab von 2:1 erhalte.
Gemessen wird dann die zusätzliche Auszugslänge, denn sie entspricht der Brennweite.
Dies entspricht der Regel:
Erhöht man im Bereich einer Vergrösserung den Auszug um die Länge der Brennweite, dann erhöht sich der Abbildungsmassstab um 1.
Für sehr genaue Messungen messe ich den zusätzlich nötigen Auszug um von 1:1 auf 5:1 zu gelangen und teile dann diese Distanz durch 4 und erhalte somit sehr genau die Brennweite des Objektivs.
Es gibt viele andere Methoden um die Brennweite einer Linse, mit bekannter Position der Hauptebene, zu messen, jedoch ist bei Objektiven die Position der Hauptebenen meist unbekannt.
Ich hoffe, dass bis hier alles Korrekt ist.
Folgend geht es um die Position der Hauptebenen im Objektiv.
Da bin ich mir nicht sicher, ob ich da bei der Messung richtig vorgehe.
Messaufbau, Reihenfolge:
Lichtquelle, schwarze Blende mit einem ausgefrästen "P", Objektiv, Spiegel (Distanz zum Objektiv unkritisch).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/305874_32001227.jpg)
Die Distanz zwischen der schwarzen Blende und dem Objektiv mit bekannter Brennweite (z.B. 50mm) wird verändert, bis auf der schwarzen Blende das "P" um 180° gedreht und scharf abgebildet wird.
Dann wird, in diesem Falle mit einer Brennweite von 50mm, von der schwarzen Blende 50mm zum Objektiv abgemessen. Dieser Punkt befindet sich im Objektiv und zeigt die Position der einen Hauptebene, diese wird am Objektiv markiert.
Hier auf dem Bild mit einem Strich und der Pfeil zeigt die Richtung des Lichtes, es kommt von der Lampe rechts im Bild.
Bei einer weiteren Messung ist der Aufbau gleich, jedoch das Objektiv in umgekehrter Stellung montiert.
Markiert man nun auf dem Objektiv eine Distanz von 50mm zur schwarzen Blende erhält man die zweite Hauptebene.
Diese ist nicht mit der ersten Hauptebene identisch, also zwei Hauptebenen (gegenstand- und bildseitig).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/305874_19575591.jpg)
Ist es richtig, wenn ich annehme, dass ich mit dieser Vorgehensweise beide Hauptebenen richtig bestimmt habe?
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/305874_41962596.jpg)
Antworten, Kritik, Hinweise und Richtigstellungen sind willkommen.
Danke
Kurt
Hallo Kurt,
so kann man es machen, sog. Autokollimationsverfahren. Ein Standardexperiment in Praktika für Studenten.
Hubert
Hallo Hubert
Vor vielen Jahrzehnten habe auch ich das so gelernt, deshalb mache ich das auch so.
Damals ging es aber nur um optische Grundkenntnisse und deshalb immer nur um einzelne Linsen und nie um Objektive.
Die Hauptebenen sind somit bei einem Objektiv nicht mehr im Zentrum einer Linse.
Deshalb war ich mir unsicher, ob das so auch bei Objektiven mit zwei Hauptebenen passend ist.
Somit hast du keinen Einwand zu meinen Ergebnissen.
Vielen Dank für deine Antwort.
Kurt
Naiv finde ich das jetzt seltsam, dass die Brennweite von der Distanz abhängen soll. Ich hätte das als Bildabstand bezeichnet.
Viele Grüsse
Florian
Hallo Kurt,
auch bei einfachen Linsen sind die Hauptebenen nicht zwingend im Zentrum der Linse, umso unsymmetrischer die Linse desto weiter liegen die Hauptebenen vom "Zentrum" entfernt. Bei stärkeren Meniskuslinsen sogar ganz außerhalb der Linse. Das ist der Vorteil der Verwendung von Hauptebenen dass man jedes beliebig komplexe Linsensystem darauf reduzieren kann. Man kann auch aus den bereits bekannten Hauptebenen von ganzen Linsensystemen relativ einfach die Hauptebenen des daraus zusammengesetzten komplexeren Systems berechnen.
Hubert
Guten Tag
Bei Objektiven mit Innenfokussierung ist das leider ein Nebeneffekt das die Brennweite (und die Lichte Öffnung) sich stark verändern. Bei der Blende auch ohne Innenfokussierung.
Finde deinen Ansatz spannend Kurt.
Liebe Grüße
Gerhard