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Wie funktioniert ein Fernglas?

Mit Hilfe eines Fernglases können weit entfernte Objekte besser gesehen werden. Dies hat sicherlich jeder schon einmal festgestellt, doch nur die wenigsten wie dieses Phänomen funktioniert. Aus diesem Grunde erfahren Sein in diesem Artikel, wie die optische Vergrößerung von Objekten mit Hilfe des Fernglases funktioniert, wie es aufgebaut ist und welche Bauteile welche Funktion haben.

Das Funktionsprinzip eines Fernglases

Gegenstände reflektieren Licht, wodurch wir sie sehen können. Diese reflektierten Lichtstrahlen fallen auf die Linse unserer Augen und werden nach der Weiterleitung durch die Sehnerven im Gehirn in ein Bild umgewandelt. Ein Fernglas funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip wie unser Auge, nur dass die Lichtstrahlen durch gezielte Brechung zu gestreut werden, wodurch ein größer erscheinendes Bild des betrachteten Objektes entsteht.

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Durch das Objektiv des Fernglases fallen die Lichtstrahlen und treffen anschließend auf ein Prisma oder ein System aus mehreren Prismen. Anschließend verlassen die Lichtstrahlen das Fernglas wieder durch das Okular und treffen auf das menschliche Auge.

Der Lichteintritt – Das Objektiv

Ein Fernglas besitzt auf der dem betrachteten Gegenstand zugewendeten Seite ein Objektiv. Dieses besteht aus einer oder mehreren optischen Linsen. Durch diese Linsen fällt das Licht in das Fernglas hinein. Die Beschaffenheit des Objektivs ist entscheidend für den Vergrößerungsfaktor, der mit dem Fernglas erzielt werden kann. Nach Austritt der Lichtstrahlen ist das Bild zwar vergrößert, steht jedoch auf dem Kopf und ist spiegelverkehrt.

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Die Bildkorrektur – Das Prismensystem

Da das durch das Objektiv erzeugte Bild nicht der Realität entspricht, muss es für den Betrachter korrigiert werden. Hierfür ist ein System aus Prismen zuständig. Ein Prisma ist ein Glaskörper, der mit Hilfe einer gewissen Anzahl an reflektierenden Flächen das eingefallene Licht umkehren kann. Die entsprechende Ausrichtung dieser Reflektionsflächen sorgt dafür, dass das umgekehrte und spiegelverkehrte Bild wieder richtig herum gedreht wird. Dabei unterscheidet man zwei Arten von Prismen, die eingesetzt werden können:

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Variante Hinweise

Das Porroprisma

Durch die rechtwinklig zueinander angeordneten Prismen werden die Lichtstrahlen mehrfach umgelenkt. Dadurch wird das Bild zuerst von links nach rechts gedreht und anschließend wieder richtig herum gedreht, sodass die betrachteten Objekte nicht mehr auf dem Kopf stehen. Das Porroprisma hat den Vorteil, dass es sehr platzsparend ist und daher auch in kleinen Ferngläsern eingebaut werden kann. Außerdem sind die Herstellungskosten eines Porroprismas sehr niedrig.

Das Dachkantprisma

Hierbei ähnelt der Schliff der Prisma Oberflächen dem eines Hausdachs. Bei den zwei eingesetzten Prismen hat eines die Form eines Daches. Die Flächen zur Reflektion sind metallisch verspiegelt. Durch seine aufwendigere Bauform ist das Dachkantprisma auch teurer in der Herstellung und wird daher in hochwertigeren Modellen eingesetzt.

Der Austritt des Lichts – Das Okular: Aus dem Okular, welches aus maximal sechs Linsen besteht, treten die Lichtstrahlen wieder aus dem Fernglas aus und treffen dann auf unser Auge. Die Funktionsweise des Okulars ähnelt der einer Lupe.

Die moderne Variante – das digitale Fernglas

Vom Grundprinzip funktioniert das moderne digitale Fernglas genauso wie herkömmliche optische mechanische Ferngläser. Allerdings wird das erzeugte Bild des betrachteten Objekts nicht direkt durch das Okular auf die Augen des Betrachters geworfen, sondern auf zwei elektronische Sensoren. Diese verarbeiten das entstandene Bild und stellen es anschließend dar.

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Der Vorteil dabei ist, dass direkt im Fernglas elektronische Bildstabilisatoren eingebaut werden können, sowie Aufnahmen als Fotos oder Videos gemacht werden können. Allerdings benötigt das digitale Fernglas zum Betrieb immer einen geladenen Akku.

Die Kennzahlen von Ferngläsern und was sie bedeuten

Oft findet man auf Ferngläsern Aufschriften in der Form „Zahl x Zahl“. Diese geben an, mit welchem Vergrößerungsfaktor das Fernglas arbeitet und wie groß der Durchmesser des Objektivs ist. Die erste Zahl steht dabei für die Vergrößerungszahl, die zweite für die Größe des Objektivs in Millimetern. Ein Fernglas mit der Aufschrift „10 x 30“ vergrößert die angesehenen Objekte also um das zehnfache, wobei das Objektiv einen Durchmesser von 30 Millimetern, also 3 Zentimetern, hat.

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Übrigens: Umso größer das Objektiv, desto besser ist die Qualität des Bildes auch bei schlechten Lichtverhältnissen, wie etwa in der Dämmerung, da das Objektiv mehr Licht aufnehmen kann

Fazit

Die Funktionsweise eines heutigen Fernglases ist im Prinzip relativ simpel. Und dennoch hat es fast 400 Jahre gedauert, bis aus dem ersten Gerät für optische Vergrößerungen unsere heutigen Ferngläser wurden. Heute sind Ferngläser wichtige Helfer, beispielsweise in der Seefahrt, beim Militär oder auch in der Naturbeobachtung und -erforschung.

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