Referat N. Gut, D. Roos BSO 09

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Inhalt

1. Ziele

2. Theorie (Funktion einer Blende, Differenzierung der Blendentypen)

3. Darstellung des Blendenprinzips

4. Simulation (Experiment)

5. Analyse

6. Diskussion

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Ziele

Wie funktionieren optische Blenden?

Welche konkreten praktischen Anwendungen ergeben sich aus optischen Blenden für (uns) Optometristen?Welche Probleme können bei der

Anwendung von Blenden entstehen, was ist zu beachten?

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Wozu brauchen wir Blenden? Regulierung des Lichteinfalls in ein

optisches System Reduktion der Aberrationen

(Abbildungsfehler) Begrenzung des Bildausschnitts Erhöhung der Schärfentiefe Optik: Begrenzung des Querschnitts von

Strahlenbündeln, bzw. Verringerung von Streulicht innerhalb eines optischen Systems

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Zentrale Schärfe (Tiefenschärfe)

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Tiefenschärfe im Nahbereich

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Körperliche Blenden

(= real vorhandene Blendenöffnungen)

Feste Öffnungsdurchmesser(Lochblenden, jede Linsenöffnung)

Variable Blenden(Irisblende, Beispiel Pupille beim Auge)

Im Gegensatz dazu entsprechen virtuelleBlenden den Bildern der realen Blenden!

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Die Irisblende (variable Blende)

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Funktionsprinzip Eine Blende grenzt, je nach Öffnung,

achsferne Strahlen aus und wird deshalb auch als Bündelbegrenzung bezeichnet

dadurch werden die Abbildungsfehler reduziert, sowie der Zerstreuungskreis auf der Netzhaut in seiner Ausdehnung

Unter Anwendung einer Blende mit einer extrem kleinen Öffnung,

reduziert sich der Strahlengang auf den Gauss‘schen Raum

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Der Gauss‘sche Raum

Als Gauss‘scher Raum wird derjenige Raum nahe der optischen Achse bezeichnet, in dem die strahlen-optischen Fehler vernachlässigbar klein sind (geometrische Optik). Die Größe des Gauss‘schen Raumes wird durch die tolerierbare geometrisch-optischen Fehler bestimmt. (Paraxialraum)

In der Theorie ist er unendlich klein.

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Gesichtsfeldblende (auch Feldblende)

Mittels einer Gesichtsfeldblende kann die Ausdehnung des abgebildeten Bildausschnitts verändert werden, also die Grösse des abbildbaren Objektbereichs, dem sogenannten Gesichtsfeld.

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Aperturblende

Die Aperturblende ist diejenige Blende, durch die der zentrale Öffnungsstrahlengang begrenzt wird.

Sie begrenzt also den Lichteinfall in das optische System und begründet das Phänomen der Tiefenschärfe.

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Funktion einer Blende

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Aberration und Blende

Durch eine Blende können die Randstrahlen ausgeblendet werden, wodurch die Aberration reduziert wird!

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Beugung

Der Effekt der Beugung kann die Bildschärfe bei Abbildung durch Blenden mit sehr kleiner Öffnung reduzieren.

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Vorderblende

Die Blende befindet sich vor einer Linse und begrenzt den Lichteinfall. Das Blendenbild entsteht im Objektraum, virtuell und vergrössert.

bildseitiges Blendenbild

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Vorderblende

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Hinterblende

Die Blende befindet sich hinter der Linse. Aus dem Licht, welches die Blende reflektiert, entsteht vor der Linse ein reelles Bild der Blende.

Das entstandene objektseitige Blendenbild begrenzt nun den Lichteinfall in das optische System.

Bsp. Augenpupille, wie sie durch die Hornhaut gesehen wird.

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Hinterblende

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Berechnung der Bildweite und Bildgrösse des Blendenbildes

A‘ = A+D (Gauss-Formel) (n = n‘)

n‘/a = n/a + (n‘-n)/r

n = a‘(n/a + n/f)

a‘ = n / (n/a + n/f)y‘/y = A/A‘

y‘ = y‘A/A

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Eintritts- und Austrittspupille

Pupillen sind Bilder einer Aperturblende!

Die Eintrittspupille ist das objektseitige Bild einer Aperturblende, während die Austrittspupille das bildseitige Bild einer Aperturblende darstellt.

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Experiment

Wir wollen das eben gehörte überprüfen und bei einer ametropen Testperson den Visus erhöhen, und zwar lediglich durch die Anwendung einer Lochblende mit einer sehr kleinen Öffnung.

http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/optik1.html

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Berechnung

(weite Blende)

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Berechnung

(enge Blende)

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Auswertung des Experiments

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Diskussion / Analyse Wovon hängt der Faktor der

Visussteigerung ab? (Ametropie, axiale Refraktion?)

Wann ist ein Lochblendentest angebracht?(Unsicherheiten betreffend mögliche Visussteigerung?)

In welcher Situation wird ein Lochblendentest erfolglos sein?(Pathologische Ursachen?)

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Fragen?

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Quellen- Allgemeine Optik, Günter Roth

ISBN 3-922269-19-2

- wikipedia.org

- Bilder: Internet, diverse Seiten

- Optische Bank: http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/optik1.html

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