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Ob Od Op

Optische Dichte

Optische Dichte ist ein Maß das für Filter benutzt wir und beschreibt, wie gut Licht unerwünschter Wellenlängen blockiert wird. Sie beschreibt, wie viel Licht dieser Wellenlängen den Filter trotzdem noch passiert.

Abkürzung OD englisch: optical density

Die Optische Dichte ist durch die folgende Formel beschrieben.
ODn = 10^-n = 1/10^n
Zum Beispiel:
OD0 = 10^-0 = 1/10^0 = 1 = 100% Licht passiert den Filter
OD1 = 10^-1 = 1/10^1 = 0.1 = 10% Licht passiert den Filter
OD2 = 10^-2 = 1/10^2 = 0.01 = 1% Licht passiert den Filter
OD3 = 10^-3 = 1/10^3 = 0.001 = 0.1% Licht passiert den Filter
OD4 = 10^-4 = 1/10^4 = 0.0001 = 0.01% Licht passiert den Filter
Die Optische Dichte ist ein Eingabewert, der durch die Aufgabenstellung vorgegeben wird.
OD2 entspricht 1 Prozent.
Bei einer Kamera mit 256 Intensitätsstufen entspricht dies also 2.6 Graustufen, nicht viel mehr als das Bildrauschen der Kamera.

OD3 entspricht 0.1 Prozent.
Bei einer Kamera mit 256 Intensitätsstufen entspricht dies also 0.26 Graustufen, etwa der Betrag des Bildrauschens

Je höher die Zahl, desto besser blockiert der Filter.
Je höher die Zahl, desto teurer ist der Filter.
Typische Werte kommerzieller Filter sind OD2. Filter etwas höherer Qualität haben OD3
Filter die draußen verwendet werden sollen, müssen of OD4 oder höher haben um ungewolltes Sonnenlicht zu unterdrücken
Im Allgemeinen gilt for a + b = c auch ODA + ODb = ODc.
Man kann sich also einen OD6 filter aus 2 stück OD3 Filtern zusammensetzen (vorausgesetzt die Optik kommt mit dem jetzt dickeren Glas zurecht.

Optische Pfadlänge

Die optische Pfadlänge (OPL) ist proportional zur der Zeit die das Licht braucht, um von einem zu einem anderen Punkt zu gelangen

    \[ OPL  = \int_{a}^{b} n(s) ds \]

OPL

In einem homogenen medium mit Brechungsindex n und der Entfernung d zwischen den Punkten vereinfacht sich diese Formel zu

    \[ OPL  = n d \]

In Glas mit einem Brechungsindex (für speziell eine Wellenlänge) von 1.5 und einen physikalischen Punktabstand von d=10mm ist die Optische Pfadlänge also

    \[ OPL = 1.5 \cdot 10mm = 15mm \]

Da Glas aber für jede Wellenlöänge unterschiedliche Brechungsindices hat, ergeben sich auch für jede Wellenlänge andere Optische Pfadlängen
Einige OPLs für den Glastyp BK7 und einen physikalischen Punktabstand von d=10mm
Beispiel OPLs für BK7
Wellenlänge Brechungsindex phys. Abstand OPL
400nm 1.5308 10mm 15.308mm
500nm 1.5214 10mm 15.214mm
600nm 1.5163 10mm 15.163mm
850nm 1.5098 10mm 15.098mm
940nm 1.5084 10mm 15.084mm
In paraxialen Abbildungen haben alle Lichtstrahlen die Objektpunkte mit Ihren Bildpunkten verbinden die gleichen OLPs