Fokus

Brennpunkte F und Brennweiten f einiger optischer Elemente

Der Fokus oder Brennpunkt ist jener besondere Punkt einer abbildenden optischen Baugruppe, in dem sich Strahlen schneiden, die parallel zur optischen Achse einfallen. Er befindet sich auf der optischen Achse und in der dazu senkrechten Brennebene (manchmal auch Fourierebene). In dieser Ebene schneiden sich Strahlen, die parallel zueinander, aber nicht unbedingt parallel zur optischen Achse einfallen. Für weit entfernte Objekte, wie die Sonne, ist die Brennebene zugleich Bildebene – das heiße Abbild der Sonne gibt dem Brennpunkt seinen Namen.

Je schwächer die Optik fokussiert, desto weiter ist der Fokus entfernt, siehe Brennweite und Hauptebene. Bei Zerstreuungslinsen oder Wölbspiegeln (negative Brechkraft) sind es die rückwärtigen Verlängerungen der gebrochenen bzw. reflektierten, auseinanderstrebenden Strahlen, die sich im Fokus schneiden.

Eine Linse oder Linsengruppe besitzt einen zweiten Brennpunkt: Strahlen, die eingangsseitig von diesem Punkt ausgehen (bzw. bei negativer Brechkraft auf diesen zuzulaufen scheinen), sind ausgangsseitig parallel zur optischen Achse, siehe Kollimator bzw. Okular des holländischen Fernrohrs. Ein Parabolspiegel dagegen hat nur einen Brennpunkt.

Die mathematischen Brennpunkte einer Ellipse und einer Hyperbel sind zwar keine Foki im Sinne dieses Artikels, sie leiten sich jedoch vom physikalischen Brennpunkt ab, da auch reelle Ellipsoide und Paraboloide Lichtstrahlen im (mathematischen) Brennpunkt fokussieren können z.B. beim Parabolspiegel oder der Parabolantenne.

Literatur

• Eugene Hecht: Optik, Oldenbourg, 4. Auflage 2005, ISBN 3-486-27359-0