Brennweite erklärt (Hauptebene)

[koma999]

Mal für Physik-noobs wie mich, was ist eigentlich mit Hauptebene im Bezug zur Brennweite gemeint?

Ich habe gerade mal recherchiert was eigentlich die Brennweite ist.

Nun, mit einem Satz ausgedrückt ist die Brennweite der Abstand zwischen Sensoroberfläche (Brennpunkt) bis zur Hauptebene.

Die Hauptebene war allerdings auf einigen Skizzen vor oder hinter dem Linsenmittelpunkt und bei anderen Skizzen direkt in der Mitte.

Wie kann man mit möglichst einfachen Worten die Hauptebene erklären? Was passiert da mit den Lichtstrahlen?

Danke schon mal im voraus

 

[Ein_Jan]

Was passiert ist, dass das Licht beim Übergang zwischen zwei Medien unterschiedlicher optischer Dichte gebrochen wird: Du kennst zB den Übergang Luft-Wasser. Bei Linsen also zweimal: Luft-Glas und noch mal Glas-Luft.
Bei Objektiven haben in der Regel mehrere Linsen, also mehrere Übergänge an denen die Lichtstrahlen "abknicken" Luft-Glas, Glas-Glas (anderen Materials) etc. Die angegebene Brennweite entspricht der Brennweite einer idealen einzelnen Linse, die den gleichen Effekt wie das Objektiv hat - logisch, wenn ein 8mm UWW müsste ja sonst innerhalb der DSLR stecken, wo aber blöderweise schon der Spiegel hinmuss und auch ein 600mm Tele ist nicht 60cm lang.
Wenn du jetzt deine Linsen oder gar Linsensysteme gedanklich vereinfachst kannst du auch von einer Ebene ausgehen, an der die Lichtbrechung statt finden, anstatt an mindestens zwei Orten: Der Hauptebene. Bei einfachen Linsen ist das genau ind er Mitte der Linse.

 

[Gast_430858]

Wie kann man mit möglichst einfachen Worten die Hauptebene erklären?

Z.B. so, wie Mueller das hier

www.youtube.com/watch?v=f2PMMLjKNXk

und in weiteren Videos macht.

Gruesse,
Paul

 

[burkhard2]

Wie kann man mit möglichst einfachen Worten die Hauptebene erklären? Was passiert da mit den Lichtstrahlen?

In der Realität: nichts. Wenn du dir ein Objektiv als black box vorstellst, dann sieht es so aus, als würden parallel zur optischen Achse einfallende Lichtstrahlen an der Hauptebene in Richtung Brennpunkt abgeknickt (und auch das gilt nur näherungsweise …). Drehst du die Linse um (oder das Licht kommt von der anderen Seite), dann bekommst du eine zweite Hauptebene. Bei einzelnen Linsen liegen die Hauptebenen normalerweise recht eng beieinander und in der Linse. Im Physikunterricht in der Schule vereinfacht man deshalb noch weiter und nimmt an, dass beide Hauptebenen an der gleichen Stelle in der Linsenmitte sind. Bei komplizierteren Konstruktionen wie bei Kameraobjektiven liegen die Hauptebenen oft sogar außerhalb des Objektivs und man kommt mit der Version aus dem Physikunterricht nicht mehr weit.

Wenn man die Lage der Hauptebenen und der Brennpunkte kennt, kann man (im Rahmen dieses vereinfachten Modells) mit Lineal und Bleistift die Abbildung des Objektivs konstruieren, ohne den Aufbau genau zu kennen.

L.G.

Burkhard.

 

[koma999]

Sorry für die späte Antwort (bin grad verreist und im Hotel)

Ich danke euch.
Ich musste mir das zwar mehrfach durchlesen aber ich denke ich habs jetzt.

Ich fass mal kurz zusammen was ich verstanden habe.

Bei an der Kamera aufgesetzten Objektiven gibt es nur eine Hauptebene da das Licht ja nur von einer Seite (Motivseite) kommt.
Diese Ebene bzw. die angegebenen mm BW bei einem Foto objektiv ist nur Gedanklich vorhanden und entsprechen dem was man optisch im Bezug zum Bildwinkel mit der ganzen Linsenbaugruppe mit einer einzigen "idealen" Linse erreicht.

Kann man das so stehen lassen?

 

[burkhard2]

Bei an der Kamera aufgesetzten Objektiven gibt es nur eine Hauptebene da das Licht ja nur von einer Seite (Motivseite) kommt.

Nein, es gibt immer zwei Hauptebenen – die Lichtrichtung spielt keine Rolle. (Ich hätte auch schreiben können, dass man die 2. Hauptebene findet, indem man die Strahlen nimmt, die das Objektiv parallel zur optischen Achse verlassen.)

Diese Ebene bzw. die angegebenen mm BW bei einem Foto objektiv ist nur Gedanklich vorhanden und entsprechen dem was man optisch im Bezug zum Bildwinkel mit der ganzen Linsenbaugruppe mit einer einzigen "idealen" Linse erreicht.

Zusätzlich musst du Linse und Sensor noch so verschieben, dass die Linse da sitzt, wo die objektseitige Hauptebene war. Der Abstand von Objekt und Sensor verändert sich also um den Abstand der Hauptebenen.

L.G.

Burkhard.

 

[kOa_Master]

Gibt es eigentlich (realistische) Möglichkeiten, den Abstand der beiden Hauptebenen zu ermitteln?

 

[Gast_430858]

Gibt es eigentlich (realistische) Möglichkeiten, den Abstand der beiden Hauptebenen zu ermitteln?

Bei bekannter Brennweite und bekanntem Auflagemass ist es relativ einfach. Ich hab das mal mit einem Nikkor 50mm/1,8 (auf ABM = 0 eingestellt) so gemacht:

Taschenlampe, weisse Wand, dazwischen das Objektiv mit der Rueckseite zur Wand, so dass das Bild der Taschenlampe scharf zu sehen ist. Bildseitige Hauptebene markiert. Dann das Objektiv andersrum gehalten und verschoben bis es scharf wird. Bei der Markierung ist nun die objektseitige Hauptebene. Das ging erstaunlich genau.

Gruesse,
Paul

 

[jochen53]

Hallo,
ein Objektiv ist wie eine Sammellinse. Wenn Du die exakte Brennweite in mm kennst (die kann von der Soll-Angabe auf dem Objektiv etwas abweichen) und ein unendlich entferntes Objekt (ca. 300 m) scharf abbildest, dann liegt die bildseitige Hauptebene genau um soviele Millimeter vor dem Bild wie die Brennweite. Achtung: Die bildseitige Hauptebene kann auch innerhalb des Objektivs liegen oder sogar vor der Frontlinse!