Problem mit derLinsenparameterermittlung

  • Hallo Leute,


    heute möchte ich mit Euch ein Problem besprechen, dass sich
    ergeben hat als ich eine Uhrmacherlupe zur Hand nahm.


    Also folgendes ist geschehen:
    Ich habe an meinem kleinen Teleskop 700/60 ein Halterung für meinen
    Digitalfotoapparat angebracht. Ich wollte schauen was ich damit fotografieren
    kann, wenn ich keine automatische Nachführung benutze. Soweit ist alles i.O. und ich
    konnte mit meinen Okularen 25mm, 12,5mm und 4mm experimentieren. Ich habe sehr
    schnell erkennen können, dass das abgebildete Bild im Fotoapparat viel kleiner war als der Chip


    Fläche zur Verfügung stellt. Ergo wollte ich ein Okular einsetzten, welches eine größere


    Austrittspupille besitzt.


    Aus reiner Neugierde habe ich eine meiner Uhrmacherlupen dazu benutzt. Siehe da, dass Bild


    wurde viel größer abgebildet. Aber leider hatte ich keine Angaben über diese Linse (Brennweite,


    vergrößerung). Jetzt wollte ich es aber wissen...


    Da habe ich meine alten optischen Grundlagen wiedereinmal refresht und mir die Linsenformel
    angeschaut [ (1/f)=(1/a)+(1/b) ] Hierbei bedeutet f = Brennweite, a= Abstand Gegenstand Linse,


    b= Abstand Linse Bildebene.


    Nun wurde gebastelt. Eine kleine Lampe als Lichtquelle, einen Zollstock und eine Leinwand.


    Zwischen Lichtquelle und Leinwand die Linse so platziert, dass ein scharfes Abbild der


    Glühwendel zu sehen war. Jetzt konnte ich a und b mittels Zollstock ermitteln.


    Die gemessenen Werte dann in die Formel gepackt und die Brennweite berechnet.
    Ergebnis ist 42mm.


    okay. Da dieser Versuch sehr einfach ist habe ich mir die Zeit genommen und habe mit meinen


    Okularen den gleichen Test durchgeführt.


    Und jetzt kommt's: Es hat sich herausgestellt, dass das Okular mit der Aufschrift 25mm eine


    Brennweite von 5mm hat und das Okulare mit der Aufschrift 12,5mm eine Brennweite von 2,5mm hat.


    :-o ?????????


    Was ist nun die wahre Brennweite? Könnt Ihr mir weiter helfen?


    Schöne Grüße aus Nordhessen

  • Hallo Andreas,


    deine Formel ist ja ganz hübsch, aber wie kannst den "Abstand von der Linse" messen? Bei Okularen wird meist eine Linsengruppe ziemlich endlicher Dicke verwendet, und Abstände müssen von den jeweiligen "Hauptpunkten" aus bestimmt werden, die aber irgendwo auf der Achse liegen und unbekannt sind. Äußere Glasflächen, Linsenmitte, was auch immer, sind willkürliche Größen, die mit a und b nix zu tun haben [V]. Deshalb wirst du damit auch kein vernünftiges Ergebnis erhalten. Das funktioniert nur bei speziellen sehr dünnen Linsen, wo die Unsicherheit genügend klein in Relation zu a und b ist.
    Ich habe Ende letzten Jahres hier im Forum ein einfaches Meßverfahren beschrieben, das die genannten Probleme umgeht (es ging damals ums 4 mm Lidl-Okular, das eigentlich ein 6.x mm Teil ist)- aber der Artikel ist irgendwie in den Tiefen des Archivs verschollen [:(!], und ich habe den Originaltext nicht mehr [B)].
    Weiß jemand, wie man an 4 Monate alte Forenbeiträge wieder rankommt?


    Ratlose Grüße
    Karl-Heinz

  • Hallo Karl-Heinz,


    danke für deine Anmerkungen. Gut - ich habe deinen Einwand mit den Linsensystemen verstanden, dass ich dort die Formel nicht anwenden kann. Aber bei einer einzelnen Linse müsste es doch möglich sein. Hier habe ich z.B. folgende Werte ermittelt a= 755mm b=45mm. Für f ergibt sich dann 42mm. Daraus ergibt sich eine Teleskopvergrößerung von 17x. Das gibt auch der optische Eindruck bei der Mondbeobachtung wieder. Das Abbild vom Mond ist kleiner als wenn ich das 25mm Okular einsetze. Das habe ich eine Vergrößerung von 28x.


    Also müsste doch die Formel bei einer einfachen Linse ausreichend genau sein oder?

  • > und mir die Linsenformel angeschaut [ (1/f)=(1/a)+(1/b) ] Hierbei bedeutet f = Brennweite, a= Abstand Gegenstand Linse, b= Abstand Linse Bildebene.


    soweit völlig richtig.



    >Und jetzt kommt's: Es hat sich herausgestellt, dass das Okular mit der Aufschrift 25mm eine Brennweite von 5mm hat und das Okulare mit der Aufschrift 12,5mm eine Brennweite von 2,5mm hat.


    Kann es vielleicht sein dass du dich vermessen hast? Vielleicht mm mit cm verwechselt? Wie hast du die Abstände gemessen? Als grobe Näherung würde ich in der Mitte des Okulars messen, also in der Mitte zwischen der ersten und der letzten Glasfläche. Das Ende der Steckhülse wäre eine denkbar schlechte Stelle um den Abstand zu messen.

    Gruss
    Michael

  • Hallo -
    die gemessenen Werte sehen mir nach zweierlei Fehlern aus: <ul><li> cm und mm wurden verwechselt </li><li> die Formel ist nicht ganz richtig, wenn man die Vorzeichenkonventionen einhält: Strecken entgegen der Lichtstrahlrichtung werden negativ gerechnet, solche in Richtung des Lichtstrahls positiv. </li></ul>


    Dann lautet die Formel 1/f = (1/b-1/a)


    Zwar kommt in diesem Falle das Gleiche heraus, wenn man die Zahlen auch korrekt einsetzt. Dennoch ist diese Form vorzuziehen, weil sie grundsätzlich richtige Ergebnisse liefert, auch wenn Brennweite oder Bildweite irgendwelche unüblichen Werte haben. Wie zum Beispiel eine Negativ-Linse, die ja kein reelles Bild liefert.

  • Hallo Leute,


    ich denke, hier ist ganz einfach die Entfernung b mit dem Augenabstand des Okulars gleichgesetzt worden. Ein Okular darf halt nicht wie eine Einzellinse betrachtet werden. Ich gehe mal davon aus, dass bei einer dermassen vereinfachten Messweise herauskäme, dass z.B. alle Okulare einer Serie mit konstantem Augenabstand, wie die Baader Hyperions, die gleiche Brennweite haben [:D].


    CS Heinz

  • Hallo Michael,


    ich habe jeweils den Eintrittspunkt der Linse Beziehungsweise den Austrittpunkt der Linse zum Messen herangezogen. Je nach Okular bleibt biszum Okularmittelpunkt ca. 5-10mm. Dies werde ich nochmals in die Rechnung mit einbeziehen. Die messung mit cm und mm stimmt. Ich habe es mehrfach nachgemessen.

  • Hallo Ullrich,


    in allen meine Physikbüchern und Formelsammlungen steht die Formel mit einem + Zeichen.


    Aber es erschein mir auch logisch, dass die entsprechenden Vorzeichen der Lichtrichtung beachtet werden müssen. Da werde ich einfach meine Messergebniss nochmals nachrechnen.

  • Hallo Thomas,


    danke für dein Link. Das PDF werde ich mir mal in einer ruhigen Minute genauer anschauen.


    Im Anschluss werde ich eine neue Versuchsreihe aufbauen. Ich bin gespannt zu welchem Ergebnis ich dann komme.

  • Hallo Andreas,


    ich hab spaßeshalber nochmal versucht, auf das Archiv zuzugreifen, und - es geschehen noch Zeichen und Wunder - es hat funktioniert (bei mir zumindest)! Hier der Artikel:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=33259&whichpage=2.
    Mit Bild einer High-Precision Optischen Bank von Hammer_Kruse [8D][8D][8D]!
    Mit der beschriebenen Technik lassen sich auch kleine Brennweiten recht zuverlässig messen, und der Aufwand hält sich in engen Grenzen [:)].
    Bei einer einzelnen dünnen Linse liegen die Hauptebenen, von denen aus gemessen werden muß, irgendwo zwischen Linsenmitte und Scheitel, so dass der Fehler klein ist
    Beispiel: Linsendicke 2mm, Brennweite 50mm, erwarteter Fehler der Abstände bei symmetrischem Aufbau mit a=b=2*f: ca. 1mm/100mm = 1%.
    Bei Linsengruppen können die Hauptebenen aber auch weit außerhalb der Glasteile liegen, z.B. bei Tele oder Okularen mit integriertem Barlow-Element [B)].


    Gruß
    Karl-Heinz

  • Tach,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">in allen meine Physikbüchern und Formelsammlungen steht die Formel mit einem + Zeichen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    so ist mir das auch bekannt.


    Was Ullrich wohl meint, ist, dass man in die Formel bei einer Zerstreuungslinse
    die Bildweite als negativen Wert einsetzt,
    da ja die (virtuelle) Bildweite auf der "falschen" Seite, der Gegenstandsseite, der Linse auftritt.
    Dann erhält man auch den richtigen negativen Wert für die Brennweite einer Zerstreuungslinse.


    Gruss,
    Thomas

  • Hallo Thomas,


    so würde ich es auch verstehen. DIe Zerstreuungslinse erzeugt das Bild auf der negativen Seite. Daher kann ich den Ansatz an dieser Stelle verstehen.

  • Hallo Karl-Heinz,


    super das du den Artikel gefunden hast. Vom prinzip ist der dargestellte Ansatz zum Messen identisch mit dem der Glühwendelmethode. Nur ebend doch eine ganze Ecke genauer. Dann werde ich bei schlechtem Wetter mal wieder in den Keller gehen und ein bischen basteln.


    Sobald ich neue ergebnisse habe werde ich sie vorstellen.

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