reelles Bild

Ein reelles Bild entsteht, wenn Lichtstrahlen, die durch ein optisches Element hindurchgehen oder von ihm reflektiert werden, tatsächlich konvergieren und sich an einem physikalischen Ort im Raum kreuzen. Anders als ein virtuelles Bild, das hinter einem Spiegel oder einer Linse zu existieren scheint, aber nicht projiziert werden kann, lässt sich ein reelles Bild auf einem Schirm, Sensor oder Film auffangen, der am Konvergenzpunkt angebracht ist. Die Strahlen müssen sich wirklich treffen; das Bild ist keine Perspektiventäuschung, sondern eine Konzentration von Lichtenergie.

Konvexlinsen und Hohlspiegel erzeugen unter den richtigen Bedingungen beide reelle Bilder. Eine Konvexlinse erzeugt ein reelles, umgekehrtes Bild, wenn der Gegenstand jenseits ihrer Brennweite angebracht ist; der Abstand von Linse zu Bild hängt vom Gegenstandsabstand und der Brennweite der Linse ab und folgt der Linsengleichung für dünne Linsen. Ein Hohlspiegel bildet ebenfalls ein reelles Bild, wenn der Gegenstand jenseits des Mittelpunkts der Spiegelkrümmung liegt; das Bild erscheint umgekehrt und ist typischerweise kleiner. In beiden Fällen liegt der Konvergenzpunkt auf der gegenüberliegenden Seite des optischen Elements von der Quelle.

Reelle Bilder sind grundlegend für Kameras, Projektoren und Teleskope. In einer Kamera konzentriert die Linse Licht auf eine Sensor- oder Filmebene, wo das Bild tatsächlich aufgezeichnet wird. In einem Projektor wird Licht durch ein reelles Bild hindurchgeleitet oder von ihm reflektiert, um es auf einen entfernten Schirm zu werfen. Die Position des reellen Bildes relativ zur optischen Oberfläche bestimmt die Vergrößerung und die Arbeitsweite, die das Design des gesamten Instruments prägen.

Der Begriff unterscheidet dieses Phänomen von virtuellen Bildern, die zu existieren scheinen, aber nicht projiziert werden können, weil keine echte Konvergenz stattfindet. Ein ebener Spiegel erzeugt nur ein virtuelles Bild; zerstreuende Linsen tun dasselbe. Der Unterschied ist nicht akademisch: Nur ein reelles Bild kann fotografisches Film belichten oder von einem elektronischen Sensor ohne zusätzliche Optik erfasst werden.

Reelle Bilder benötigen ausreichende Lichtintensität am Konvergenzpunkt. Bei schwachen Lichtverhältnissen kann das Bild geometrisch existieren, aber zu dunkel sein, um es zu erkennen oder aufzuzeichnen. Aberrationen in der Linse oder dem Spiegel können die Konvergenz verschärfen und das Licht über eine größere Fläche verteilen, anstatt es scharf zu fokussieren, was die Bildqualität verschlechtert, auch wenn sich technisch gesehen immer noch ein reelles Bild bildet.