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Chromatische Aberration

Man kennt dieses Phänomen aus der Fotografie: Das Motiv ist eindrucksvoll, die Bildkomposition perfekt – doch das Resultat ist dennoch enttäuschend. Störende Farbsäume befinden sich an der Kante des Bildmotivs, das Foto wirkt unscharf. Wie lässt sich ein solcher Fehler physikalisch erklären? Die interaktive Animation zur chromatischen Aberration veranschaulicht die Problematik.

Chromatische Aberration starten

Mithilfe eines Schiebreglers lässt sich der Lichteinfall regulieren und experimentieren, was geschieht, wenn das Licht näher am Linsenrand bzw. in der Linsenmitte einfällt.

Die chromatische Aberration - ein Abbildungsfehler optischer Linsen

Bei der chromatischen Aberration hängt der Abbildungsfehler der optischen Linsen von der Wellenlänge des Lichts ab. Weil die Brechzahl der Linse von der Wellenlänge des Lichts abhängt, hat die gleiche Sammellinse für blaues Licht eine kürzere Brennweite als für rotes Licht. Die Folge: Licht unterschiedlicher Wellenlänge hat jeweils andere Brennpunkte und wird in anderen Punkten fokussiert. Es bilden sich Farbsäume.

Detailansicht der chromatischen Aberration

Je näher der Lichtstrahl am Linsenrand einfällt, desto stärker wird er gebrochen und desto stärker ist auch der Effekt der chromatischen Aberration.

Die chromatische Aberration wird korrigiert, indem man Linsen aus Glas mit unterschiedlichen Eigenschaften kombiniert. Es gibt dabei eine Art "normale" Korrektur, bei der rot und blau zusammen korrigiert werden, weil sie im Spektrum am weitesten auseinanderliegen und deshalb bei der Abbildung den größten Fehler ausmachen. Solche korrigierten Linsen heißen achromatisch. Deshalb besitzen gute Objektive von Fotoapparaten oder anderen optischen Geräten meistens mehrere Linsen.

Die chromatische Aberration kann man übrigens sehen. Auch unser Auge bildet durch eine Linse ab, die das gleiche Problem hat: Sie muss weit auseinanderliegende Wellenlängen fokussieren können. Ihr Vorteil ist, dass sie ihre Brennweite anpassen kann. Allerdings immer nur auf eine Wellenlänge. Wenn wir rot und blau gleichzeitig ansehen, fühlt sich das sehr unangenehm an.

Die De-luxe-Korrektur – entsprechend aufwendig und teuer – nimmt zusätzlich noch die Farbe Grün, die mit ihrer Wellenlänge zwischen Rot und Blau liegt, und korrigiert sie entsprechend. Linsen, die auf diese Weise korrigiert wurden, heißen apochromatisch.

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