Vom Brennglas zum Apochromaten

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1 Vom Brennglas zum Apochromaten Bücher zur Optik Konzeption: Jürgen Branding Bücher Das Mikroskop und die mikroskopische Technik. Ein Handbuch für Ärzte Und Studirende von Dr. Heinrich Frey, Professor der Medizin in Zürich. 2., verbesserte Auflage. 257 Abbildungen in Holzschnitt. Leipzig: W. Engelmann, Der Verfasser hat versucht, ein an den Bedürfnissen der Praxis orientiertes Handbuch zu schaffen. In seinen Einlassungen zur Optik hält er eine Korrektion des Sekundären Spektrums nicht für möglich. Bemerkenswert ist die im 4. Abschnitt gemachte Aussage über die optische und mechanische Qualität von Mikroskopen verschiedener Hersteller. Seine Ergänzung findet dieser frühe Warentest in den Preislisten der besprochenen Firmen. Mf 9 Optik. Lehrbuch für Studenten von den Professoren M. V. Klein und T. E. Furtak. Berlin, New York: Springer, Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs der Optik: Darstellung der klassischen Optik und weiter Bereiche der modernen Optik. Das Buch verbindet anschaulich und mit zahlreichen Abbildungen physikalische Sachverhalte und rechnerischen Formalismus, um dem Benutzer ein anwendbares Grundwissen zu vermitteln. ZTG 101

2 Bauelemente der Optik. Taschenbuch der technischen Optik von H. Naumann und G. Schröder. 5. Auflage. München, Wien: Hanser, Seit Jahrzehnten auf dem Markt und ständig verbessert. Als Taschenbuch gibt das Buch in komprimierter Form eine umfassende und fundierte Übersicht über Funktionen und konstruktiven Aufbau optischer Elemente, Baugruppen und Geräte. Hierbei werden auch optische Verfahren und ihre Anwendung behandelt. ZTK 101 Optisches Glas Optisches Glas wird zur Herstellung optischer Bauelemente verwendet. Es zeichnet sich durch besondere Reinheit und Homogenität aus. Hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften wird es durch die Brechzahl, die Abbesche Zahl und die Teildispersion bestimmt. Ernst Abbe's Apochromate. Zur 50. Wiederkehr ihrer ersten Bekanntmachung am 9. Juli 1886 von Prof. M. v.rohr. Jena: Zeiss, Im Juli 1886 berichtete Ernst Abbe erstmalig über seine neuen Mikroskop-Objektive, die Apochromate, welche von entscheidender Bedeutung für die gesamte Mikroskopie werden sollten. Über die Entstehungsgeschichte dieser Apochromate hat Professor v. Rohr eine Schrift verfaßt, die hier mit einer Wiedergabe der damaligen Veröffentlichung Abbes und des anschließend herausgebrachten Zeiss-Kataloges in einem Bändchen vereint sind. Ni 13 Zeiss Nachrichten. Hauszeitschrift der Fa. Carl Zeiss Jena. Erschien in zwangloser Folge von 1932 bis Zweck dieser Zeitschrift war es, die Leser mit den Verwendungsmöglichkeiten der Zeiss-Instrumente vertraut zu machen. Da die Firma auf dem Gebiet der Optik als eine der führenden galt und gilt, stellt das hier Behandelte jeweils den letzten Stand der Technik dar. TB 224

3 Ernst Abbe geb. 1840, gest Physiker, 1870 Professor in Jena, Wissenschaftlicher Leiter der Firma Zeiss/Jena, ab 1875 Teilhaber. Abbe leitete durch seine Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung (Abbesche Theorie) und durch deren Anwendung in der Praxis eine neue Epoche der Optik ein. Möglich wurde dies durch die Entwicklung neuer Optischer Gläser, woran Otto Schott entscheidenden Anteil hatte. Das Zeisswerk und die Carl Zeiss Stiftung in Jena. Ihre wissenschaftliche, technische und soziale Entwicklung und Bedeutung. Von Felix Auerbach. Mit 252 Abb. im Text. - 5., umgearbeitete Auflage. Jena: Fischer, Ohne Selbstbeweihräucherung. Das hatte Zeiss selbst in den wirtschaftlich schlechten Jahren nach dem Ersten Weltkrieg nicht nötig. Die Firma setzte nach wie vor Maßstäbe. Dies nicht nur in der Technik, sondern auch im sozialen Bereich durch die Carl Zeiss Stiftung. Beeindruckend ist die Vielfalt der hergestellten Produkte. TB 210k Die mit der Industrialisierung einhergehende stürmische Entwicklung der Naturwissenschaften erregte das Interesse vieler Menschen an diesem Fach. Etliche Verlage nutzten die Gelegenheit, besonders in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, um Schriften oder Schriftenreihen naturwissenschaftlich-technischen Inhalts auf den Markt zu bringen. Einige wenige Reihen hatten über Jahrzehnte Bestand. Deren Autoren waren durchweg Fachleute, oft renommierte Wissenschaftler. Sie alle versuchten, teils mit bemerkenswertem pädagogischen Geschick, der meist nicht vorgebildeten Leserschaft naturwissenschaftliche Grundlagen zu vermitteln. Diese Schriften sollten und konnten keine Lehrbücher ersetzen. Sie aber als pseudowissenschaftlich zu belächeln, hieße ihren Wert damals wie heute zu verkennen.

4 Die Brille. Von Dr. A. Szili. Berlin : Habel, V Das Mikroskop, seine wissenschaftlichen Grundlagen und seine Anwendung. Von Dr. A. Ehringhaus. Mit 75 Abbildungen im Text. Berlin, Leipzig: Teubner, Na 46 Ueber die Grenzen der sichtbaren Schöpfung nach den jetzigen Leistungen der Mikroskope und Fernröhre. Von Prof. M. Perty. Jena: Fischer, V Licht und Farbe. Eine gemeinfaßliche Darstellung der Optik von Prof. F. J. Pisko. 2. Auflage. 148 Holzschnitte. München: Oldenbourg, Ni 17 Das Spektrum und die Spektralanalyse. Von Dr. P. Zech. Mit 33 Holzschnitten und einer Tafel. München: Oldenbourg, Ni 16 Die Bedeutung der Zeiss-T-Optik für die Photographie und Projektion. Von R. Richter. Jena: Zeiss Nachrichten. Sonderheft Nr.5, Dezember 1940.

5 Ein altes Problem für die Optik-Konstrukteure waren die vor allem an Glas-Luft-Flächen auftretenden Reflexionen. Diese führten zu Lichtverlust und Streulicht. Durch den Einsatz von Glas-Kitt-Flächen versuchte man das Problem zu umgehen, was aber oft zu Kompromissen in der Konstruktion führte. Es ist verständlich, daß für eine künstliche Reflexionsminderung viel Zeit und Mühe aufgewandt wurde gelang Dr. Smakula bei Zeiss der Durchbruch. Das Verfahren unterlag der Geheimhaltung und wurde zuerst bei Luftbildobjektiven in der militärischen Aufklärung eingesetzt. Erst 1940 ging man damit an die Öffentlichkeit. TB 224 Die wissenschaftliche und angewandte Photographie. Band 1: Das photographische Objektiv von J. Flügge. 196 Abbildungen. Wien: Springer, Das bekannte, von A. Hay begründete, später von M. v. Rohr weitergeführte Handbuch findet hier eine veränderte und auf den aktuellen Stand gebrachte Neuauflage. Es behandelt die Theorie der Bildfehlerkorrektion ausführlich, und darauf aufbauend die Analyse der verschiedenen Objektivtypen mit der Beschränkung auf Fehler dritter Ordnung. Weitere Kapitel beschäftigen sich mit der Systematik der photographischen Objektive und den Prüfund Meßverfahren. TB 957 (1) Handbuch der Photographie. 2. Teil: Das Licht im Dienste der Photographie von Prof. H. W. Vogel. Berlin: Oppenheim, Im Anhang dieses Buches werden unter anderem die neuen Zeiss- Anastigmate vorgestellt. Aufbauend auf den Erkenntnissen Abbes und den neuen optischen Gläsern von Schott konstruierte Rudolph Photo-Objektive, bei denen der Astigmatismus nahezu vollständig behoben war. Sie standen 1890/91 am Anfang einer neuen Epoche der photographischen Optik. Zwei der bekanntesten Konstruktionen Rudolph sind das Planar (1896) und das Tessar (1902). Ni 17

6 Die Elemente der photographischen Optik. Enthaltend eine gemeinverständliche Darstellung der Einrichtung photographischer Linsensysteme, sowie Angabe über Prüfung derselben. Nach dem neuesten Standpunkt der Wissenschaft und Praxis bearbeitet von Dr. Hugo Schroeder (Optiker und Mechaniker). Mit 85 Figuren im Text. Berlin: Oppenheim, Diese Schrift wurde als Supplement zu H. W. Vogels Handbuch der Photographie herausgebracht. Von besonderem Interesse sind die Kapitel 7: Untersuchungsmethoden der photographischen Linsen und die hierzu dienlichen Apparate und Kapitel 8: Kurze Beschreibung der bemerkenswerthesten Linsensysteme für Photographie. Ebenso bemerkenswert ist das umfangreiche Literaturverzeichnis. SW 784 Handbuch der Kamerakunde. Von R. Grittner. München: Lang, Das Buch enthält, außer der bereits im Titel angekündigten Kamerakunde, eine 180 Seiten umfassende, allgemeinverständliche Einführung in die photographische Optik. Darin einbezogen ist die Vorstellung der wichtigsten, von der deutschen Optischen Industrie hergestellten Photo-Objektive in den fünfziger Jahren. TB 1008 Objekte Photographisches Objektiv von E. Français, Paris. Rectilineaire Serie A No.5. Lichtstärke ca. 1:7. Brennweite 400 mm. 4 Linsen, 2 Glieder. Gebaut ca Es handelt sich hier um einen Aplanaten nach Steinheil. Neben chromatischer und sphärischer Aberration sind bei Aplanaten auch Koma und Verzeichnung stark gemildert bis korrigiert. Lediglich Bildfeldwölbung und Astigmatismus bleiben bestehen. Aplanate waren bis zum Erscheinen der Anastigmate der gebräuchlichste Objektiv-Typ in der Photographie.

7 Punktuell abbildendes Brillenglas. Die Herstellung von Brillengläsern, die in jeder Blickrichtung bis zum Rand des Glases praktisch frei von Astigmatismus schiefer Bündel sind, ist den theoretischen Vorarbeiten der Professoren Tscherning, Gullstrand und v.rohr zu verdanken. Gläser dieser Art werden seit 1908 produziert. Der äußere Unterschied der Brillengläser punktueller Abbildung zu den vorher gebräuchlichen (Bi-, Plan-, Menisken- oder Periskopische Gläser) besteht darin, daß für jeden Brechwert andere Durchbiegungen, also auch andere Radien als für die Flächen des Glases notwendig sind, um den Astigmatismus zu beseitigen. Fotoobjektiv. Hersteller: Zeiss/Jena. Tessar. Lichtstärke 1:2,8. Brennweite 75 mm. 4 Linsen, 3 Glieder. Hier eingebaut in einen Compur Verschluß. Im Jahre 1902 brachte die Firma Zeiss das von Rudolph errechnete Tessar 1:6,3 auf den Markt, welches einen bedeutend besseren Korrektionszustand aufwies als alle bisherigen Anastigmate. Historisch gesehen ist das Tessar nicht aus dem Triplet entstanden, sondern aus einem zweilinsigen unverkitteten Vorderglied (Unar) und einem zweilinsigen verkitteten Hinterglied (Protar). Objektive dieses Typs werden aber gewöhnlich als Triplet mit verkittetem Hinterglied bezeichnet. Das Tessar beherrschte über Jahrzehnte den Fotooptik- Markt und wurde nach Ablauf des Patents von allen Objektivherstellern der Welt nachgebaut. Reflexionsprisma. Reflexionsprismen stellen ablenkende optische Bauelemente dar. Mit der Ablenkung kann eine Änderung der Bildlage und/oder der Bildgüte verbunden sein. Stellt man zwei Halbwürfel-Prismen, um 90 Grad verdreht, mit den Hypotenusen zusammen, so entsteht ein Porro-Prismensatz (benannt nach dem italienischen Ingenieur und Offizier Porro). Porro-Prismen werden bervorzugt in Feldstechern eingesetzt. Sie dienen hier der Höhen- und Seitenvertauschung, also der Bildaufrichtung. Ein Vorzug der Porro-Prismen gegenüber anderen Prismen-Systemen sind ihre unkritischen Eigenschaften. Fotoobjektiv. Hersteller: Rollei (Lizenz Zeiss). Planar. Lichtstärke 1:1,8. Brennweite 50 mm. 7 Linsen, 6 Glieder. Das Planar gehört zum Typ des sogenannten Gauß-Doppelobjektives, das auf ein von C. F. Gauß ( ) angegebenes Fernrohrobjektiv

8 zurückgeführt wird. Das Gaußsche Fernrohrobjektiv bestand ursprünglich aus zwei getrennten Meniskuslinsen, die ihre konkave Seite dem Licht zukehrten. Der erste Meniskus war eine zerstreuende Flintglaslinse, der zweite eine sammelnde Kronglaslinse. Durch die symmetrische Verdopplung dieser Anordnung wurden zwei Objektiv-Grundtypen hergestellt, aus denen durch Abwandlung und durch Hinzunahme weiterer Linsen die Mehrzahl der heutigen Hochleistungsobjektive (Festbrennweiten) entstanden ist. Objektiv für Luftbildaufnahme. Hersteller: Eastman- Kodak, Rochester. Aero-Ektar. Lichtstärke 1:2,5. Brennweite 178 mm. 7 Linsen, 5 Glieder. Gebaut ca Für 70mm Film. Dieses Objektiv gehört zum Typ der Sonnare (erweitertes Triplet) und wurde bei der militärischen Luftaufklärung eingesetzt. Bei der Luftbildaufnahme werden hohe,. technisch gesehen oft widersprüchliche Anforderungen an die Objektive gestellt. Die wichtigsten sind: sehr gutes Auflösungsvermögen, hoher Kontrast, Verzeichnungsfreiheit, Bildfeldebnung und hohe Lichtstärke. Bei der militärischen Luftaufklärung hat die Lichtstärke Priorität, um die Verschlußzeiten der Kameras in den schnell fliegenden Aufklärern kurz zu halten. Fotoobjektiv. Hersteller: Carl Zeiss/Jena. Sonnar. Lichtstärke 1:1,5. Brennweite 50 mm. 7 Linsen, 3 Glieder. Ende der zwanziger Jahre errechnete Bertele die Sonnare 1:1,5-50 mm und 1:2,5-50 mm. Diese Objektive waren für die Kleinbildkamera Contax I bestimmt, das von Zeiss entwickelte Konkurrenzmodell zur Leica. Die Sonnare gehören zu den sogenannten Triplet-Variationen, man führt sie also auf den von Cooke entwickelten dreilinsigen Anastigmaten zurück. Objektiv für Meß- und Prüfverfahren. Hersteller: Voigtländer, Braunschweig. Apo-Skopar. Lichtstärke 1:11. Brennweite 88 mm. 5 Linsen, 3 Glieder. Gebaut ca Das Apo-Skopar gehört zu den erweiterten Triplet. Apo ist die Abkürzung für Apochromat. Bei diesen Objektiven fällt der Bildort für drei Wellenlängen zusammen, der Öffnungsfehler ist für zwei Wellenlängen gut korrigiert und die Sinusbildung erfüllt. In der Fotografie finden Apochromate überwiegend als Repro-Objektive Verwendung.

9 Fotoobjektiv. Hersteller: Rodenstock, München. Eurynar. Lichtstärke 1:4,5. Brennweite 135 mm. 4 Linsen, einzeln. Gebaut ca Das Eurynar zählt zu den Doppelanastigmaten. Es baut sich aus zwei gleichen oder nahezu gleichen anastigmatischen Hälften auf, welche symmetrisch zur Blende angeordnet sind. So lassen sich zusätzlich gewisse Abbildungsfehler wie Verzeichnung, Farbvergrößerungsfehler und Koma beseitigen. Mikroskop-Objektiv. Hersteller: Voigtländer, Braunschweig. No2. 2 Linsen, 1 Glied Schwaches achromatisches Trocken-System. Eigenvergrößerung ca. zehnfach. Mikroskop-Objektiv. Hersteller: G. Oberhäuser, Paris. 6 Linsen, 3 Glieder. Ca Eigenvergrößerung: ca. 30x. Hier sind drei achromatische Doppellinsen zu einem System verbunden. Solch ein System hat folgende Vorteile: 1. Drei schwach vergrößernde Achromate waren leichter herzustellen als ein stark vergrößernder. 2. Man versuchte, eine Linse zur Korrektion einer anderen heranzuziehen. Dazu probierte man Dutzende unterschiedlicher Linsen aus. Ein damals übliches Verfahren. Die Firma Oberhäuser, später Hartnack, gehörte im 19. Jahrhundert zu den renommiertesten Herstellern von Mikroskopen.