Forum Übersicht - Objektive » Vergütung Teil 2

Grüss Euch.

Offenbar gibt es im Forum einige, die sich für physikalische Fragen interessieren. Deshalb komme ich nochmals mit einem Problem, das mich im Zusammenhang mit der Vergütung beschäftigt hat und das ich mit einem Physiker diskutiert habe.

Wenn ein einer Glasfläche Licht reflektiert wird, dann geht "weniger" Licht durch das Glas. Anschaulich: wenn die Hälfte des Lichtes reflektiert wird, kommt hinter der Glasoberfläche nur noch die Hälfte an - richtig?

Durch eine Vergütung wird Licht an der Linsenoberfläche und an der Vergütungsoberfläche reflektiert. Im Idealfall addieren sich die beiden Reflexionen zu Null.

Frage: Wo bleibt das reflektierte Licht?

Dazu ein Gedankenexperiment:
An einer vergüteten Linsenoberfläche werde 1/3 des ankommenden Lichts an der Vergütungsoberfläche und 1/3 an der Linsenoberfläche reflektiert. Die beiden Reflexionen mögen sich aufheben. Wieviel Licht geht durch die Linsenoberfläche?

Was der Physiker sagte, kommt später, um die Unvoreingenommenheit zu bewahren. Nur soviel: die Antwort war verblüffend einfach - aber ich habe sie nicht verstanden.

also mit ganz unwissenschaftlichem Denken würde ich jetzt einmal sagen, dass nur ein sehr geringer Bruchteil reflektiert wird, oder war das nicht die Frage?^^


Ok, für dein Gedankenexperiment: edit: :/ falsche Rechnung^^


aber was meinst du mit:

"Wieviel Licht geht durch die Linsenoberfläche?" ?

Oder "Wo bleibt das reflektierte Licht?": es ist weg! Interferenz. Bzw. weg ist es nicht, nur nicht mehr sichtbar. Man kann sich dann als Philosoph streiten ob es dann weg ist oder nicht^^

Das, was reflektiert wird, kann nicht durch das Glas hindurchgehen. Ob sich das reflektierte Licht jetzt noch in mehrere Teile aufteilt, und ob sich davon noch welche zufälligerweise gegenseitig auslöschen, spielt dabei keine Rolle. Sinn der Vergütung und der Unterdrückung von Reflexionen ist es, die Spiegelungen an Linsenoberflächen zu vermeiden und vagabundierendes Licht im Objektivtubus zu verringern.

Bei dieser Betrachtung hilft es, das Licht nicht als Teilchen, sondern als Welle zu sehen: Wellenberg und Wellental löschen sich aus, dann gibt es keine Welle mehr.

Zitat von Schmetterling im Eis

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1-(1/3)-((2/3)²= 2/9

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Nee:

(2/3)² = 4/9 gehen durch, also 2/3 von 2/3 (von 1).

Zitat von "alois"

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Wenn ein einer Glasfläche Licht reflektiert wird, dann geht "weniger" Licht durch das Glas. Anschaulich: wenn die Hälfte des Lichtes reflektiert wird, kommt hinter der Glasoberfläche nur noch die Hälfte an -- richtig?

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Richtig.

Zitat von "alois"

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Durch eine Vergütung wird Licht an der Linsenoberfläche und an der Vergütungsoberfläche reflektiert. Im Idealfall addieren sich die beiden Reflexionen zu Null.

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Richtig.

Zitat von "alois"

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Frage: Wo bleibt das reflektierte Licht?

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Es ist weg. Ausgelöscht. Wie "Schmetterling im Eis" schon andeutete, kann man sich streiten, ob wirklich gar nichts mehr da ist ... ich weiß es auch nicht so genau, aber was immer übrig bleibt, ist kein (sichtbares) Licht mehr. Unabhängig davon ist diese Auslöschung praktisch nie 100%ig perfekt -- ein paar Reflexe bleiben schon noch übrig. Eine Vergütung reduziert Reflexe, sie beseitigt sie nicht vollständig.

Zitat von "alois"

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An einer vergüteten Linsenoberfläche werde 1/3 des ankommenden Lichts an der Vergütungsoberfläche und 1/3 an der Linsenoberfläche reflektiert. Die beiden Reflexionen mögen sich aufheben. Wieviel Licht geht durch die Linsenoberfläche?

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Um das zu beantworten, müßtest du erst einmal spezifizieren, was genau du mit "1/3" meinst ... ein Drittel wovon? Vom ursprünglichen Gesamtlichtstrom oder vom jeweilig aktuellen Lichtstrom?

Ich vermute, der Grund für dein anhaltendes Interesse an diesen Fragen ist folgender (scheinbarer) Widerspruch: Wenn die Vergütung einen Teil des Lichtes auslöscht, wieso haben dann vergütete Objektive unterm Strich eine höhere Lichtdurchlässigkeit als unvergütete Objektive? Stimmt's?

Diese Frage hatte ich aber bereits früher beantwortet: Weil die Vergütung den Eintritt des Lichtes in das Medium mit neuem Brechungsindex sanfter -- in mehreren Stufen -- gestaltet und somit Reflexe von vornherein gar nicht erst auftreten ... bzw. in geringerem Maße. Die Auslöschung der immer noch auftretenenden (geringen) Reflexe ist nur ein zusätzlicher Effekt.

-- Olaf

Zitat von Dennis

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Zitat von Schmetterling im Eis

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1-(1/3)-((2/3)²= 2/9

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Nee:

(2/3)² = 4/9 gehen durch, also 2/3 von 2/3 (von 1).

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richtig ^^

wie kam ich bloß auf das andere?

Zitat von 01af

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Ich vermute, der Grund für dein anhaltendes Interesse an diesen Fragen ist folgender (scheinbarer) Widerspruch: Wenn die Vergütung einen Teil des Lichtes auslöscht, wieso haben dann vergütete Objektive unterm Strich eine höhere Lichtdurchlässigkeit als unvergütete Objektive? Stimmt's?

...  somit Reflexe von vornherein gar nicht erst auftreten ... bzw. in geringerem Maße. Die Auslöschung der immer noch auftretenenden (geringen) Reflexe ist nur ein zusätzlicher Effekt.

-- Olaf

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Grüss Dich Olaf

Das ist genau der Punkt. wobei es mir eigentlich ums Prinzip geht, nicht um Grössenordnungen.

Um auf Deinen zweiten Absatz zu kommen, wo bleiben die ausgelöschten Reflexe. - egal wie gering sie sein mögen?

Wenn ich es richtig sehe, ist Licht eine Form von Energie und kann sich nicht in nichts auflösen.

ZITATWenn ich es richtig sehe, ist Licht eine Form von Energie und kann sich nicht in nichts auflösen.[/quote]

Ich weiss zwar nicht, wozu Deine Frage dient, wahrscheinlich nicht dazu, die optischen Eigenschaften von Objektiven zu beschreiben oder darüber zu diskutieren, ob diese durch eine Vergütung (nicht) positiv beeinflusst werden.

Zur Energie. Die Gesamtenergie von was auch immer bleibt immer konstant, wird jedoch hin und wieder in unterschiedliche Energieformen umgewandelt.

Wenn man über die Leistung von Objektive diskutiert sollte man sich jedoch des Strahlenmodells bedienen. Allenfalls bei Diskussionen über den weissen Anstrich mancher Objektive zur Vermeidung von Erwärmung wird über die Wärme auch der Energieaspekt interessant.

Zitat von eugene g.

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Ich weiss zwar nicht, wozu Deine Frage dient, wahrscheinlich nicht dazu, die optischen Eigenschaften von Objektiven zu beschreiben oder darüber zu diskutieren, ob diese durch eine Vergütung (nicht) positiv beeinflusst werden.

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Wie mein erster Satz
ZITATOffenbar gibt es im Forum einige, die sich für physikalische Fragen interessieren. Deshalb komme ich nochmals mit einem Problem, das mich im Zusammenhang mit der Vergütung beschäftigt hat[/quote] sagt, ist es nur Theorie, die mich in diesem Zusammenhang interessiert, also ein bisschen Physik und hat nicht direkt mit Eigenschenaften von Objektiven zu tun.

@Alois

ZITATsagt, ist es nur Theorie, die mich in diesem Zusammenhang interessiert, also ein bisschen Physik und hat nicht direkt mit Eigenschenaften von Objektiven zu tun.[/quote]
Wie soll man Dir eine Theorie zurechtzimmern, wenn man das beabsichtigte Erklärungsziel aus Deinem Beitrag nicht herausliest? /wink.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="wink.gif" />

Naja, um die Vergütung zu erklären, reicht das Strahlenmodell nicht aus. Dann muss man sich schon der Wellennatur des Lichtes bedienen.

Die Energie der Lichtwelle geht natürlich nicht verloren. Vielmehr wird die an der Linsenoberfläche reflektierte Welle an der Vergütungsoberfläche wieder zurückreflektiert. Wenn die Weglänge durch die Vergütung nun eine halbe Wellenlänge ist (oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon), dann führt die nach außen dringende Welle (einmal reflektierte Welle) zwar zu eine destruktiven Interferrenz zusammen mit der an der Vergütung direkt reflektierten Welle (--> Verringerung der Reflexion), aber die Welle, die wieder zur Linse zurückreflektiert wurde, führt zu einer konstruktiven Interferrenz mit der Ursprungswelle (Erhähung des transmittierten Lichtes).

Zitat von thomasD

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...dann führt die nach außen dringende Welle (einmal reflektierte Welle) zwar zu eine destruktiven Interferrenz zusammen mit der an der Vergütung direkt reflektierten Welle (--> Verringerung der Reflexion), aber die Welle, die wieder zur Linse zurückreflektiert wurde, führt zu einer konstruktiven Interferrenz mit der Ursprungswelle (Erhähung des transmittierten Lichtes).

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Ah, ich glaube jetzt ist es allen klar /biggrin.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="biggrin.gif" />

Ich versuch's nochmal so:

Stell es Dir wie beim Wasser vor: Die Energie, die die Welle verursacht, bringt die Wasserteilchen dazu, sich über die Oberfläche zu erheben, und danach unter die Oberfläche abzusinken. Wenn jetzt ein Wellenberg auf ein Wellental trifft, dann "verfeuert" der Berg seine überschüssige Enerige dazu, das entgegenkommende Tal "aufzufüllen". Es wird also Energie "verbraucht", aber das Ergebnis ist, daß das Wasser an dieser Stelle glatt ist.

O.K., war ein kleiner Schnellschuss von mir. Der optische Weg durch die Vergütung muss nicht die halbe Wellenlänge sein, sondern ein Viertel. Außerdem führt nicht die doppelt reflektierte Welle zur additiven Interferenz, sondern eine mehrfachreflektierte. Vielleicht habe ich aber noch eine Gedankenfehler.

@ Dennis: Wie sich Wellen gegenseitig aufheben, ist mir sicherlich klar.

Wieso jeder überlegt, warum in der Reflexion Energie verloren geht, sich aber keiner Gedanken macht, dass eben diese dem transmittierten Licht zugute kommt, das verstehe ich nicht.
In Reflexionsrichtung: Destruktive Interferrenz
In Transmissionsrichtung: Konstruktive Interferrenz
Wie genau die Wellen hin- und herreflektiert werden, dass versuche ich ja gerade, herzuleiten. Bin mir da auch noch nicht im klaren.

@ Dennis: Konstruktive Interferrenz = Wellenberg + Wellenberg bzw Wellental + Wellental

Habe nochmal in einem schlauen Buch nachgelesen, demnach stimmt meine Überlegung prinzipiell.

Wen es interessiert:

Die Brechzahl für die Vergütung muss idealerweise sein:

n (Vergütung) = WURZEl ( n (Luft) * n (Linse) )

Zitat von thomasD

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@ Dennis: Wie sich Wellen gegenseitig aufheben, ist mir sicherlich klar.

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/rolleyes.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="rolleyes.gif" /> Ich habe es auch sicherlich nicht Dir erklärt, sondern versucht, den Sachverhalt auch für Leute verständlich zu machen, die nicht Physik studiert haben...Konstruktive und destruktive Interferenz sind nicht unbedingt Wörter, von denen jeder eine klare Vorstellung hat.