Einführung zur Optik

Grundlagen

Fernrohre

• Fernrohre oder Spektive sind optische Systeme mit hoher Vergrößerung und Auflösung bei kleinem Sehfeld.
• Meist sind Fernrohre monokular – das heißt für ein Auge – gebaut.
• Vorteil: Große Vergrößerung und hohe Auflösung
• Nachteil: Kleines Sehfeld
• Neigen zum Verwackeln → Nutzung eines Stativs
• Verwendung: Ansprechen auf große Entfernung (z. B. Gebirge)

Ferngläser

• Ferngläser sind tragbare, binokulare (für zwei Augen) Fernrohre.
• Verwendung: Ansprechen und Beobachten von Wild

Zielfernrohre

• Zielfernrohre sind Fernrohre mit Zieleinrichtung (Absehen), die zur Vereinfachung des Zielens auf Schusswaffen montiert werden.
• Siehe: Optische Visierung
• Siehe: Zielfernrohr

Aufbau

Allgemeines

1. Okular: Dem Auge (lat.: oculus) zugewandte Seite von optischen Systemen.
2. Objektiv: Dem „Objekt“ zugewandte Seite von optischen Systemen, die das Bild erzeugen.

Kennwerte

• Wesentliche Leistungsmerkmale einer Optik sind auf dem Gehäuse angegeben.
• Kennwerte
• 1. Zahl: Vergrößerung
• 2. Zahl: Objektivdurchmesser
• Beispiel: „8 × 40“
• 8-fache Vergrößerung
• 40 mm Objektivdurchmesser

Objektivdurchmesser

• Großer Objektivdurchmesser → Viel Licht → Helles Bild

Vergrößerung

Allgemeines

• Die Vergrößerung ist der Faktor, um den das Objekt für den Betrachter durch das optische System vergrößert werden kann.
• Eine höhere Vergrößerung verbessert die Auflösung (das Erkennen von Details).
• Vorteil einer hohen Vergrößerung: Hohe Auflösung → Sicheres Ansprechen
• Nachteil einer hohen Vergrößerung: Verwackeln des Bildes → Stativ ist notwendig

MerkeVergrößerungen über dem 10-fachen eignen sich aufgrund der Verwacklungen nicht für die freihändige Verwendung.

Beispiel

Es wird ein Stück Rehwild auf 100 m Entfernung betrachtet. Es ist relativ klein. Ein sicheres Ansprechen eines Knopfbockes oder eines niedrigen Spießers ist nicht möglich. Beim Betrachten mithilfe eines Fernglases mit 10-facher Vergrößerung ist das Reh um ein 10-faches größer dargestellt. Es wirkt als wäre es nur noch 10 Meter entfernt. Auch die Auflösung ist deutlich besser, sodass der Jäger das Wild nun sicher ansprechen kann.

Sehfeld

• Das Sehfeld oder auch Gesichtsfeld ist die Breite des sichtbaren Raumes durch ein optisches System auf eine bestimme Entfernung.
• Zielfernrohre: Angabe auf 100 m Entfernung
• Ferngläser und Spektive: Angabe auf 1000 m Entfernung
• Abhängig von der Vergrößerung
• Vergrößerung ↑ → Sehfeld ↓ → Übersicht ↓
• Vergrößerung ↓ → Sehfeld ↑ → Übersicht ↑

Praktische Anwendung

• Zielfernrohre
• Flüchtiges Wild (z.B. Drückjagd)
• Geringe Vergrößerung (1,5- bis 2,5-fach)
• Großes Sehfeld
• Ansitzjagd: 2-10-fache Vergrößerung
• Hochgebirge: Bis zu 12-fache Vergrößerung
• Ferngläser: 6- bis 10-fache Vergrößerung
• Spektive: 20- bis 60-fache Vergrößerung

Drückjagdgläser

• Häufig variable Vergrößerung (z.B. 1-4-fach)
• Geringe Vergrößerung → Gute Übersicht
• Geringer Objektivdurchmesser → Geringe Lichtstärke

Austrittspupille

Allgemeines

• Die Austrittpupille ist ein heller Punkt auf der Okularseite von optischen Systemen.
• Bedeutung: Das Sehen bei Dämmerung benötigt größere Austrittspupillen.
• Bei einem „guten“ Glas ist die Austrittpupille rund und scharf. Eine eher unscharfe und eckige Austrittspupille ist ein Hinweis für eine geringere Qualität des Glases.

Berechnung

$\text{Durchmesser der Austrittspupille}=\frac{Objektivdurchmesser}{Vergr\ddot{o}ßerung}$

Verhältnis von Austrittspupille zu Auge

• Bei Dunkelheit vergrößert sich der Pupillendurchmesser des Menschen
• Maximaler Pupillendurchmesser junger Menschen bei 7 mm
• Maximale Pupillendurchmesser älterer Menschen bei 4 mm
• Austrittspupillen über dem maximalen Pupillendurchmesser können das Bild nicht heller machen.
• Bewegung lässt sich leichter mit größerer Austrittspupille verfolgen.

MerkeAustrittspupille und maximaler Pupillendurchmesser des Menschen müssen zueinander passen.

Lichtstärke und Dämmerungszahl

Lichtstärke

• Die Lichtstärke ist ein berechneter Wert für die Helligkeit des Bildes von Optiken.
• Sie entspricht nicht direkt der Leistung der Optik.

Formel

$Lichtst\ddot{a}rke=(\frac{Objektivdurchmesser}{Vergr\ddot{o}ßerung}{)}^2=Austrittspupill{e}^2$

Beispiel: Fernglas 10 x 50

$Austrittspupille=\frac{50}{10}=5mm$

$Lichtst\ddot{a}rke={\frac{50}{10}}^2=5^2=25$

Dämmerungszahl

• Die Dämmerungzahl ist ein berechneter Wert für die Auflösung (Detailerkennbarkeit) bei schlechten Lichtbedingungen.
• Hohe Dämmerungszahl → Höhere Leistung in der Dämmerung

Formel

$D\ddot{a}mmerungszahl=\sqrt{\text{Vergro¨ßerung x Objektivdurchmesser}}$

MerkeLichtstärke und Dämmerungszahl sind nur theoretische Werte. Die Leistung wird durch weitere Faktoren wie Glasmaterialien und Vergütung maßgeblich mitbestimmt.

Vergütung

Hintergrund

• Glas spiegelt einen Anteil des Lichts (ca. 4 %) → Streulicht
• Optische Systeme haben viele Gläser → hoher Lichtverlust

Lichtdurchlässigkeit

• Die Vergütung ist eine dünne Beschichtung von Linsen und Prismen mit Metallbelägen, um die die Lichtdurchlässigkeit (Transmission) zu erhöhen.
• Eine gute Vergütung führt zu einer besseren „echten“ Lichtstärke.