Die Vergrößerung eines optischen Instruments ist das Verhältnis zwischen der scheinbaren Größe (Größe des Bilds) und der wahren Größe eines Objekts. Show
In allen diesen Fällen ist die Vergrößerung eine Größe der Dimension Zahl, hat also die physikalische Einheit 1. Winkelvergrößerung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Vergrößerung (manchmal auch genannt) eines optischen Instruments, in das man mit dem Auge blickt, ist per Definition: ist der Sehwinkel, unter dem man einen Gegenstand ohne optische Hilfsmittel sieht (schwarz gezeichnet). Dieser Winkel hängt vom Abstand zwischen Auge und Gegenstand ab; je näher der Gegenstand, umso größer der Sehwinkel. Bei Lupen und Mikroskopen wird daher per Konvention ein Abstand von angenommen, in dem man den Gegenstand ohne optische Hilfsmittel noch scharf sehen könnte (deutliche Sehweite). ist der Sehwinkel, unter dem der Gegenstand im optischen Instrument erscheint (orange gezeichnet). Je größer der Sehwinkel , desto größer sieht das Auge den Gegenstand. Lupe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Formal errechnet sich die Vergrößerung wie folgt: wobei 250 mm der Deutlichen Sehweite entspricht und der Gegenstand in der Brennebene liegt. Mikroskop[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Vergrößerung eines Mikroskops ist das Produkt aus der Vergrößerung des Objektivs und der Vergrößerung des Okulars . Die Vergrößerung des Objektivs errechnet sich aus ,wobei
die Brennweite des Objektivs und der Abstand vom Objektiv zur Brennebene des Okulars ist. Üblich ist eine optische Tubuslänge zwischen . Die Vergrößerung des Okulars ist wie die einer Lupe durch gegeben. Genauso wie die Gesamtvergrößerung eines Mikroskops entspricht sie einer Winkelvergrößerung. Keplersches Fernrohr[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Vergrößerung eines Fernrohrs (astronomisches Fernrohr oder Feldstecher mit Umkehrprismen) ist durch gegeben. Dabei sind und die Brennweiten von Objektiv bzw. Okular. Um die rechnerische Vergrößerung nutzen zu können, muss aber auch die Öffnung (Objektivdurchmesser, Apertur) und die Austrittspupille des Fernrohrs angemessen gewählt werden:
Um gleiche Helligkeit wie beim unvergrößerten Seheindruck zu erhalten, muss die Austrittspupille des Fernrohrs den gleichen Durchmesser haben wie die Pupille des Auges. Dazu muss die Apertur in erster Näherung um den Faktor der Vergrößerung größer sein als der Pupillendurchmesser des Auges. Liegt der Objektivdurchmesser unterhalb dieses Wertes, erscheint das vergrößerte Bild dem Betrachter dunkler (und wird damit u. U. nicht mehr gut auswertbar), im umgekehrten Fall führt eine größere Austrittspupille/geringere Vergrößerung nicht mehr zu einer Aufhellung des Bilds. Hohlspiegel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Wird der Hohlspiegel zur Betrachtung des eigenen Spiegelbild, also als Kosmetikspiegel, benutzt, so ist die Vergrößerung gegenüber einem Planspiegel bei gleichem Betrachtungsabstand maximal 2-fach (beide Spiegel im Abstand der Brennweite des Hohlspiegels). Wird der Planspiegel jedoch so nah positioniert, dass das Spiegelbild gerade noch scharf gesehen werden kann, so vergrößert der im Abstand stehende Hohlspiegel um den Faktor . Diese Vergrößerung lässt sich durch Verringerung des Abstandes zum Hohlspiegel noch geringfügig steigern.[1] Grenzen der Vergrößerung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Vergrößerung eines optischen Instruments ist zwar theoretisch durch die Wahl der Objektiv- und Okularbrennweiten beliebig steigerbar, allerdings ist das Auflösungsvermögen unter optimalen Bedingungen durch die Beugung des Lichts begrenzt, man spricht von Beugungsbegrenzung. Diese „weiche“ Grenze für die maximal sinnvolle Vergrößerung kann näherungsweise als Durchmesser der Öffnung des Instruments in Millimetern angesetzt werden[2]. Lediglich Vergrößerungen unterhalb dieses Wertes bezeichnet man als nützliche Vergrößerung, da nur innerhalb dieses Bereiches eine Erhöhung der Vergrößerung kleinere Strukturen sichtbar macht. Erhöht man die Vergrößerung über diesen Wert, werden tendenziell keine zusätzlichen Strukturen sichtbar, sondern es entstehen allenfalls Artefakte – so erscheinen z. B. Sterne nicht als Punkte, sondern als Scheibchen, die von konzentrischen Kreisen (Beugungsringen) umgeben sind, man spricht deshalb auch von toter Vergrößerung. Unter realen Bedingungen begrenzen Abbildungsfehler und bei Fernrohren die Turbulenzen der Luft („Seeing“) die maximal nutzbare Vergrößerung noch weiter. Das Bild kann zwar möglicherweise noch stark vergrößert werden, ohne dass es theoretisch zur Beugungsbegrenzung kommt, es wird dabei jedoch zunehmend unschärfer, die Bildinformation bleibt also trotz stärkerer Vergrößerung praktisch nahezu gleich. Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Was bedeutet 1000 fache Vergrößerung?Die Vergrößerung bei Mikroskopen wird aus der Okular- und Objektiv-Vergrößerung errechnet. Beispiel: Okular 10-fach x Objektiv 100- fach = Vergrößerung 1000-fach.
Wie viele Vergrößerung gibt es bei einem Mikroskop?Ein Mikroskop ist ein optisches Gerät, mit dessen Hilfe man sehr kleine Objekte um ein Vielfaches vergrößert sehen kann. Durch eine Vergrößerung in zwei Stufen erreicht man eine Gesamtvergrößerung bis zum 1000fachen der Gegenstandsgröße.
Wie stark muss ein Mikroskop vergrößern?Bei einem Lichtmikroskop wird mit Vergrößerungen von bis zu etwa 1000 gearbeitet. Sind höhere Vergrößerungen notwendig, so nutzt man meist Elektronenmikroskope.
Was ist die größte Vergrößerung bei Mikroskop?Maximale Vergrößerung eines Lichtmikroskops
Die prinzipiell maximale Auflösung eines Lichtmikroskops wird durch die Wellenlänge des Lichts bestimmt. Sie beträgt etwa 1.500 fache Vergrößerung. Kleiner Strukturen kann man mit einem Elektronenmikroskop sichtbar machen.
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