Lichtstrahlen und Lichtausbreitung
In diesem Kapitel möchte ich zunächst anhand von Bildern einige grundlegende Begriffe und Zusammenhänge aus dem Bereich der Optik erläutern, die in den folgenden Kapiteln immer wieder gebraucht werden.
Lichtstrahlen werden nach dem Gesetz "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel" reflektiert. Fällt dieses polarisierte Licht auf das Motiv oder einen Teil davon, dann legt es sich über die Farbe und behindert deren Leuchtkraft.
Lichtstrahlen, die von einem Objektpunkt außerhalb der optischen Achse kommen. Also als parallele Strahlenbündel schräg zur optischen Achse, auf die Linse treffen, haben keinen eindeutigen Brennpunkt.
Lichtstrahlen, die von den Kanten des Bildbereichs auf die Linse fallen, werden durch die Linsenbilder vor und hinter der Blende teilweise blockiert.
Der Lichtstrahl, der durch die optische Achse geht, ist also der Lichtstrahl, der durch die Sammellinse im Objektiv senkrecht und gerade auf den Fokus trifft.
Die Lichtstrahlen werden um das gleiche Maß gebündelt wie bei parallelem Licht. Da die Lichtstrahlen vor der Linse divergieren, brauchen sie hinter der Linse einen weiteren Weg, um in einem Punkt zusammenzufinden.
Die Lichtstrahlen/Bildpunkte lassen sich auf Film oder Sensor festhalten - man spricht von einem reellen (wirklichen) Abbild.
Ein Lichtstrahl, der nur aus einer einzigen Wellenlänge besteht, wird als monochromatisch bezeichnet (griechisch mono chromos = eine Farbe). Derartiges Licht kommt in der Natur nie vor und lässt sich nur künstlich durch einen Laserstrahl erzeugen.
Wenn ein Lichtstrahl auf die Grenzfläche zwischen Luft und Linse trifft, wird immer ein Teil des Lichts reflektiert. Der andere Teil dringt in die Linse ein, ändert dabei jedoch seine Ausbreitungsrichtung: Das Licht wird gebrochen.
Ablenkung von Lichtstrahlen, die auf eine Kante auftreffen. In einem Objektiv werden Lichtstrahlen an der Blendenöffnung gebeugt. Bei starkem Abblenden eines Objektivs führt die Beugung zu einer Abnahme der Bildqualität.
Zurückwerfen von Lichtstrahlen, die auf eine Fläche fallen und von dieser nicht vollständig durchgelassen oder absorbiert werden.
Koma tritt für Lichtstrahlen auf, die außerhalb der optischen Achse liegen. Bildpunkte werden hierbei zerstreut und ähnlich einem Kometenschweif abgebildet.
Beim Durchgang der Lichtstrahlen durch das Objektiv (oder auch Filter) entstehen durch Glasspiegelung Lichtverluste. Diese sind um so größer, je mehr Linsen ein Objektiv hat.
Die durchlaufenden Lichtstrahlen werden - abhängig von ihrer Wellenlänge - unterschiedlich stark von einer Linse gebrochen (siehe auch Dispersion) und treffen somit nicht genau auf demselben Punkt der Bildebene auf.
Beim Eintritt eines Lichtstrahls in ein transparentes Medium (Luft, Glas u.s.w.) wird er je nach Wellenlänge im unterschiedlichen Maße gebrochen. So wird z. B.
Die Mattscheibe macht aus einem einfallenden Lichtstrahl ein Strahlenbüschel, dessen maximale Helligkeit in der verlängerten Richtung des Lichtstrahls liegt und dessen Helligkeit nach aussen (mit zunehmend abweichendem Winkel) abnimmt.
Beispielsweise müssten die Linsenquerschnitte idealerweise parabolisch sein, damit sich alle, also auch die im Randbereich einer Linse einfallenden Lichtstrahlen, im gleichen Brennpunkt schneiden.
Der Punkt auf der Bildebene an dem sich alle parallel zur optischen Achse einer Sammellinse oder eines Objektivs einfallenden Lichtstrahlen treffen. Dort entsteht das scharfe Bild. (siehe auch: Fixfokus, Autofokus)
FISHEYE-OBJEKTIV ...
Bei Betrachtungen innerhalb der geometrischen Optik wird untersucht, inwieweit sich Lichtstrahlen, die von einem bestimmten Objektpunkt ausgehen, wieder exakt in einem Bildpunkt treffen.
Beim aktiven Autofokus wird zur Ermittlung der Distanz ein gebündelter Lichtstrahl (meistens Infrarot) oder Ultraschall-Wellen (sog. Sonar-Autofokus) ausgesendet; ...
Objektive sind Konstrukte aus verschidenen konkaven und konvexen Linsen, die die Lichtstrahlen auf die Filmebene bündeln. Somit haben sie eine entscheidende Rolle bei der Entstehung der Aufnahme.
Jeder in die Optik fallende Lichtstrahl wird durch das Objektiv etwas aufgeweitet, so dass die Optik prinzipiell keine beliebig kleinen Punkte abbilden kann.
Um diese Missstände zu beseitigen, macht man sich die Lichtbrechung (Richtungsänderung von Lichtstrahlen beim Übergang von einem optisch dünneren Medium, zum Beispiel Luft, zu einem optisch dichteren Medium, zum Beispiel Glas) zunutze.
Praktisch stelle man sich einen imaginären schwarzen Gegenstand vor, der keine Lichtstrahlen reflektiert. Dieser Gegenstand wird nun kontinuiertlich erhitzt.
Wenn man aber die Blende schließt, sinkt die Zahl der "mittleren" Lichtstrahlen proportional viel stärker als die der Randstrahlen (Kreisfläche zu Kreisumfang), so dass ab einer bestimmte Blende die Beugungsunschärfe deutlich sichtbar wird.
So finde ich den Brennpunkt: Ich schicke parallele Lichtstrahlen durch eine Linse, die Linse bricht (knickt) die Lichtstrahlen und auf der anderen Linsenseite treffen sich alle Strahlen in einem Punkt, dem Brennpunkt.
Da der Fehler nur durch randnahe Lichtstrahlen verursacht wird, läßt er sich durch Abblenden reduzieren, denn die Wirkungsweise der Blende besteht ja darin, ...
Aktive Systeme senden selbst Signale, etwa einen Lichtstrahl oder ein Ultraschallsignal, in Richtung Motiv und errechnen aus der Zeit, die das Signal zurück zur Kamera benötigt, die Entfernung.
Ein auf eine fotografische Schicht fallender Lichtstrahl belichtet nicht nur die direkt getroffenen Silberhalogenidkörner, ...
Abbildungsfehler bei Objektiven der dadurch entsteht, wenn Lichtstrahlen, abhängig von ihrer Wellenlänge, unterschiedlich von einer Linse gebrochen werden und somit nicht präzise auf demselben Punkt auf der Bildebene auftreffen.
Entsteht dadurch, wenn Lichtstrahlen, abhängig von ihrer Wellenlänge, unterschiedlich von einer Linse gebrochen werden und somit nicht genau auf demselben Punkt auf der Bildebene auftreffen. Daraus ergeben sich Unschärfen mit Farbsäumen.
Trifft ein Lichtstrahl in einem bestimmten Winkel auf den bildseitigen Knotenpunkt, so verläßt der Lichtstrahl den objektseitigen Knotenpunkt im gleichen Winkel. Eine gute Bezeichnung für diesen Punkt wäre als beispielsweise auch "Optisches Zentrum".
Als Knotenpunkte (englisch: Nodal Point, node=Knoten) oder auch Nodalpunkte eines abbildenden optischen Systems bezeichnet man die Punkte auf der optischen Achse, auf die die Lichtstrahlen, ...
Mit der Blende wird der Lichtstrahl durch das Objektiv beeinflusst. Je größer die Blendenöffnung ist, umso mehr Licht kommt durch das Objektiv auf den Sensor, beziehungsweise Film, je kleiner die Blendenöffnung wird, ...
Sammellinsen (in der Mitte dicker als am Rand - Konvenxlinsen) bewirken das Zusammenlaufen der auffallenden Lichtstrahlen (machen sie konvergent).
Diese Linse "biegt" die Lichtstrahlen und fügt sie an einem Punkt zusammen. Das Licht wird gesammelt und zu einem Brennpunkt ("Fokus") geführt. Wir haben damit ein einfaches Objektiv.
Die "Linse" ...
Die Lichtstrahlen werden dazu über einen zwischen Objektifschacht und Bildsensor befindlichen Spiegel nach oben zum Sucher hin abgelenkt und dort auf eine Mattscheibe projiziert.
sphärische Abberation: Öffnungsfehler einer Linse. Lichtstrahlen, die am Rand der Linse einfallen, werden anders gebrochen. Fallen diese dadurch nicht in den Fokus, entsteht ein unscharfes Bild.
Floptical
(engl.) Floppy Disc Gerät mit exakter Lichtstrahlpositionierung des Magnetkopfes, die eine Speicherkapazität von 21 MB/ Megabyte gewährleistet.
chromatische Aberration
Ein Abbildungsfehler bei Objektiven der dadurch entsteht, daß Lichtstrahlen, abh...
CMOS
Complemtary Metal Oxide Semiconductor, ein Halbleiter Bauelement mit niedrigem S...
Polarisationsfilter
kurz Polfilter. Filter, der Lichtstrahlen nur in einer Ebene passieren lässt.
Polfilter
siehe Polarisationsfilter.
Auch vor oder nach dem Regen bieten sich interessante Motive und Lichtstimmungen, denken Sie nur an die Dramatik einer Gewitterfront, Lichtstrahlen, die sich ihren Weg durch die Wolken bahnen, Regenbogen.
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Tipps zum Fotografieren bei Regen ...
Das AF-Hilfslicht ( Auto-Fokus-Hilfslicht) sendet in diesem Falle einen gebündelten Lichtstrahl auf das Motiv, um dem Autofokus zusätzliches Licht für die Beurteilung der richtigen Schärfe zu liefern.
Richte nun die Kamera in Richtung der maximalen Lichtstrahlung und drücke ab. Es entsteht dabei kein Foto und es erfolgt keine Anzeige am Monitor.
Wenn alles geklappt hat, erscheint auf dem Display das Wort 'Good'.
Fertig! ...
Man unterscheidet Sammellinsen (und Hohlspiegel) mit positiver Brennweite von Zerstreuungslinsen mit negativer Brennweite. Sammellinsen bündeln alle parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen im Brennpunkt.
 Sehen Sie noch: Licht, Objektiv, Kamera, Linse, Bilder
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