Lexikon

Glossar

A

Abbe Zahl
Abbildungsfehler
Achromatisch
Antireflexbeschichtung
Aplanatisch
Arbeitsabstand
Asphärisch

B

Bikonkav
Bikonvex
Blende
Brechungsindex
Brechwert
Brennweite

C

Chromatische Aberration

D

Dioptrie

F

Filter
Fokus
Frequenz
Fresnel-Linse

H

Hauptebene

K

Koma
Konkav
Konvex

L

Laser
Linse

N

Numerische Apertur

O

Objektiv
Optische Achse

P

Plankonkav
Plankonvex
Polarisation
Polarisator
Prisma

S

Sammellinse
Sphärisch
Sphärische Aberration

T

Telezentrisch
Transparent
Triplet-Linse

W

Wellenlänge

Z

Zerstreuungslinse

 

Abbe Zahl Die Abbe Zahl gibt an, wie stark sich der Brechungsindex eines
Materials mit der Wellenlänge ändert.
Abbildungsfehler Abbildungsfehler (oder Aberrationen) beschreiben die Ab-
weichung von der idealen Abbildung, wonach die Lichtstrahlen nach dem
Durchgang durch eine Linse oder ein Linsensystem in einem Punkt (Fokus)
gebündelt werden. Häufig auftretene Abbildungsfehler sind z.B. chroma-
tische Aberration, Koma oder sphärische Aberration. Korrigiert werden
können die Fehler durch kombinieren mehrerer Linsen (achromatisch Linse)
oder besonderer Linsenformen (aplanatisch Linse).
Achromatisch achromatische Linsen korrigieren den Abbildungsfehler chroma-
tische Aberration. Diese Korrektur wird durch die Kombination von zwei oder mehreren
Linsen mit unterschiedlichen Abbe Zahlen erreicht.
Antireflexbeschichtung Eine Antireflexschicht wird genutzt, um die Reflexion
vom Licht an der Oberfläche von Linsen zu unterdrücken und somit die
Transmission zu steigern.
Aplanatisch Aplanatische Linsen (oder Aplanaten) korrigieren die Abbildungs-
fehler, Koma und sphärische Aberration.
Arbeitsabstand Der Arbeitsabstand gibt den Abstand zwischen dem Fokus
und der Linse an, bei Linsensystemen oder Objektiven wird der Abstand
von der letzten Linse gemessen.
Asphärisch Asphärische Linsen haben mindestens eine Oberfläche, die sich von
der sphärischen Form (Kugelform) oder planaren Form unterscheidet. Da-
durch kann der Abbildungsfehler sphärische Aberration korrigiert werden.
Bikonkav Bikonkave Linsen sind Linsen mit zwei konkaven, also nach innen
gewölbten Oberflächen.
Bikonvex Bikonvexe Linsen sind Linsen mit zwei konvexen, also nach außen
gewölbten Oberflächen.
Blende Blenden sind optische Bauteile, die den Querschnitt eines Lichtbündels
verkleinern. Je nach Wirkungsart wird zwischen Aperturblenden, Feld-
blenden und Streulichblenden unterschieden.
Brechungsindex Der Brechungsindex (physikalisches Symbol: n) eines Stoffes
gibt an, wie groß die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in diesem
Stoff bezogen auf die Lichtgeschwindigkeit in Vakuum ist.
n = cVakuum/cMaterial
Beim Übergang von Licht von einem Medium in ein anderes bestimmt der
Brechungsindex wie stark das Licht gebrochen wird. Der Brechungsindex
ist neben der Materialabhängigkeit auch von der Frequenz des Lichtes (der
Farbe des Lichts) abhängig.
Brechwert Der Brechwert D oder Brechkraft ist der Kehrwert der Brennweite
f .
D = 1/f
Er wird insbesondere bei Brillengläsern in der Einheit Dioptrie (dpt) an-
gegeben. Für konvexe Linsen (Sammellinsen) ist der Brechwert positiv,
für konkave Linsen (Zerstreuungslinsen) negativ.
Brennweite Die Brennweite f gibt den Abstand zwischen dem Fokus und der
Hauptebene einer Linse (oder eines gewölbten Spiegels) an. Auch für Lin-
sensysteme, z.B. Objektive, kann eine effektive Brennweite definiert werden.
Die Brennweite ist für Sammellinsen positiv und für Zerstreuungslinsen
negativ, da der gedachte Fokus hier vor der Linse liegt.
Chromatische Aberration Die chromatische Aberration ist ein Abbildungs-
fehler von Linsen. Licht wird je nach Wellenlänge unterschiedlich stark
gebrochen, da der Brechungsindex wellenlängenabhängig ist. Korrigiert
werden kann der Fehler durch achromatische Linsen.
Dioptrie Dioptrie (kurz: dpt) ist eine Maßeinheit für den Brechwert. Üblich
ist es die Brechkraft von Brillengläsern in Dioptrien anzugeben.
Filter Filter sind optische Bauelemente, die nur einen bestimmten Teil des
einfallenden Lichts selektiv durchlassen. Filter können z.B. nach der Wel-
lenlänge, der Polarisation oder der Einfallsrichtung des Lichts selektieren.
 
Fokus Der Fokus (auch Brennpunkt) einer Sammellinse ist der Punkt, in dem
diese alle parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen bündelt.
Auch Zerstreuungslinsen besitzen einen Fokus. Dieser befindet sich im
Schnittpunkt der rückwärtig verlängerten, gestreuten Lichtstrahlen.
Frequenz Die Frequenz von Licht gibt an, wie schnell ihr elektrisches und
magnetisches Feld schwingt. Die Frequenz bestimmt die Farbe des Lichts.
Für sichtbares Licht liegt die Frequenz zwischen 400 THz (rotes Licht)
und 800 THz (violettes Licht). Die Frequenz f hängt mit der Wellenlänge
λ von Licht über die Lichtgeschwindigkeit c zusammen.
f = c/λ
Fresnel-Linse Fresnel-Linsen sind optische Linsen mit einer speziellen Bau-
form. Um das Volumen und die Masse zu verringern, werden konzentri-
sche Stufen in die Linse eingebaut, die die notwendige Krümmung der
Linse aber beibehält.
Hauptebene Das Konzept der Hauptebenen wird genutzt, um die Brechung
von Licht an Linsen vereinfacht zu beschreiben. Dabei wird davon ausge-
gangen, dass die einfallenden Lichtstrahlen nicht an der Linsenoberfläche,
sondern an der/ den Hauptebene/n der Linse gebrochen wird. Für dünne
symmetrische Linsen befindet sich die Hauptebene in der Mitte der Lin-
sen. Für dicke, asymmetrische Linsen oder Linsensysteme (z.B. objektive)
werden zwei Hauptebenen benötigt.
Koma Koma ist ein Abbildungsfehler von Linsen, der entsteht, wenn das ein-
fallende Licht schräg zur optischen Achse auf die Linse trifft. Vermieden
wird dieser Abbildungsfehler durch die Bauform der aplanatischen Linsen.
Konkav Oberflächen eines Körper werden als konkav bezeichnet, wenn sie nach
innen gewölbt sind. Linsen mit zwei konkaven Oberflächen (bikonkav) oder
einer konkaven und einer ebenen Oberfläche (plankonkav) sind Zerstreu-
ungslinsen.
Konvex Oberflächen eines Körper werden als konvex bezeichnet, wenn sie nach
außen gewölbt sind. Linsen mit zwei konvexen Oberflächen (bikonvex)
oder einer konvexen und einer ebenen Oberfläche (plankonvex) sind Sam-
mellinsen.
Laser Laser steht für ”light amplification by stimulated emission of radiation”
(deutsch: ”Licht-Verstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung”).
Laserstrahlung ist einfarbig, intensiv, kohärent und scharf gebündelt. Ein
Laser besteht aus dem aktiven Medium, einem Resonator und einer Pum-
pe.
Linse Linsen sind optische Bauelemente, die aus einem transparentem Material
bestehen. Man unterscheidet zwischen Sammellinsen und Zerstreuungslin-
se.
Numerische Apertur Die numerische Apertur AN ist eine einheitenlose phy-
sikalische Größe. Sie ist ein Maß für das Auflösungsvermögen einer Linse
oder eines Linsensystems (z.B. Objektiven). Sie hängt von dem Brechungs-
index n und dem Öffnungswinkel α ab.
AN = n · sin α
Objektiv Ein Objektiv ist ein optisches Bauteil, dass Licht sammelt, um eine
reelle Abbildung eines Gegenstand zu erzeugen. Objektive können aus
einer einzelnen Linse oder einem einzelnem Spiegel bestehen, sind in
der Regel aber ein Kombination mehrerer optischer Elemente.
Optische Achse Die optische Achse ist die Symmetrieachse eines
rotationssymmetrischen optischen Systems (z.B. eine Linse). Diese verläuft
entlang der Symmetrieachse der Flächen des Systems. Das heißt für den Verlauf
der optischen Achse sind nur die Flächen, nicht aber die Ränder des Systems
entscheidend.
Plankonkav Plankonkave Linsen sind Linsen mit einer konkaven und einer ebe-
nen Oberfläche.
Plankonvex Plankonvexe Linsen sind Linsen mit einer konvexen und einer ebe-
nen Oberfläche.
Polarisation Die Polarisation von Licht gibt an, in welche Richtung das elek-
trische Feld des Lichtes schwingt.
Polarisator Ein Polarisator ist ein optischer Filter, der nur Licht mit einer
bestimmten Polarisation durchlässt.
Prisma Ein optisches Prisma ist ein optisches Bauteil, das gewöhnlich die Form
eines geometrischen Prismas mit einer dreieckigen Grundfläche hat. Es
wird dafür genutzt Licht dispersive (wellenlängenabhängig) aufzufächern
oder um einen Lichtstrahl umzuleiten.
Sammellinse Sammellinsen brechen einfallendes Licht zur Mitte hin. Das Licht
wird im Fokus gesammelt. Sammellinsen habe zwei konvexe Flächen (bi-
konvex) oder eine konvexe und eine ebene Fläche (plankonvex).
Sphärisch Als sphärisch werden kugelförmige Oberflächen bezeichnet.
Sphärische Aberration Sphärische Aberration ist ein Abbildungsfehler von
sphärischen Linsen. Lichtstrahlen werden unterschiedlich stark gebrochen,
abhängig vom Abstand zur optischen Achse. Korrigiert werden kann dieser
Abbildungsfehler durch asphärische Linsen.
Telezentrisch Telezentrische Objektive sind spezielle Objektive, die es ermöglichen
ohne perspektivische Verzerrungen zu messen. Da nur die Strahlen parallel zur
optischen Achse vom Objektiv erfasst werden, muss die Frontlinse mindestens
genauso groß sein, wie das betrachtete Objekt.
Transparent Als transparent werden Materialien bezeichnet, die für sichtbares
Licht durchlässig sind.
Triplet-Linse Triplet-Linsen (oder Cooke-Triplet) ist ein optisches System be-
stehend aus drei Linsen. Die drei Linsen sind so aufeinander abgestimmt
und angeordnet, dass der Abbildungsfehler chromatische Aberration kor-
rigiert wird.
Wellenlänge Die Wellenlänge von Licht ist der Abstand zwischen zwei be-
nachtbarten Wellenbergen des elektrischen oder magnetischen Feldes. Die
Wellenlänge bestimmt die Farbe des Lichts. Für sichtbares Licht liegt die
Wellenlänge zwischen 380 nm (Violett) bis 780 nm (Rot). Die Wellenlänge
λ hängt mit der Frequenz f von Licht über die Lichtgeschwindigkeit c zu-
sammen.
λ = c/f
Zerstreuungslinse Zerstreuungslinsen brechen Lichtstrahlen, die parallel zur
optischen Achse einfallen, von dieser weg. Zerstreuungslinsen haben ent-
weder zwei konkave Flächen (bikonkav) oder eine konkave und eine ebene
Fläche (plankonkav).

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