Basiswissen

Als konjugiert^[1] bezeichnet man in der Optik, insbesondere der Strahlenoptik, Ebenen, die senkrecht zur optischen Achse stehen und bei denen Punkte aus der Objektebene eindeutig als Punkte in der Bildebene abgebildet werden.^[2]^[3] Ein optisches System, etwa eine Linse, die eine solche Abbildung konjugierter Punkte herbeiführt nennt man stigmatisch.

Praktische Bedeutung

Wenn ein optisches System zwei miteinander konjugierte Ebenen hat, dann wird jeder Punkt der einen Ebene eindeutig, das heißt mit scharfem Bild auf der anderen Ebene abgebildet. Man könnte als eine flache Glasscheibe mit einem darauf gemalten Bild in die eine Ebene halten und das Glasbild geeignet beleuchten.

Ein Diaprojektor ist das klassische Beispiel.

Hält man dann ein weißes Blatt Papier exakt in die andere Ebene, müsste dort ein Abbild (eventuell verdreht oder in der Größe verändert), des Bildes auf der Glasscheibe erscheinen. Genau das machen zum Beispiel Dia- oder Filmprojektoren, Beamer, eine Camera obscura mit Linse oder eine Laterna magica^[4] aus vergangenen Jahrhunderten.

Bei vielen optischen Systemen gibt es zwei Ebenen, die einigermaßen gut zueinander konjugiert sind. Verlegt man den Schirm oder das Bild jedoch in eine andere Ebene, ohne das Gegenstück anzupassen, wird das Bild üblicherweise sofort unscharf. Es ist sehr aufwändig, ein optisches System zu schaffen, bei dem Bilder aus verschiedenen Ebenen direkt scharf auf einem Schirm abgebildet werden, ohne dass man die Entfernung von Bild, Linsen und Schirm entsprechend anpasst.

Fußnoten

[1] Konjugiert heißt in der Mathematik so für "Zahlen, Punkten, Geraden o.  Ä." so viel wie "einander zugeordnet, zusammengehörend". In: Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache. Abgerufen am 23. Mai 2024. Online: https://www.dwds.de/wb/konjugiert

[2] "konjugierte Ebenen, Ebenen senkrecht zur optischen Achse eines optischen Strahlengangs, in denen Objekte aus dem Gegenstandsraum als Objekte des Bildraumes abgebildet werden und umgekehrt." In: Spektrum Lexikon der Physik. Abgerufen am 23. Mai 2024. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/konjugierte-ebenen/8286

[3] Conjugated planes are "pairs of planes where an optical system images one into the other and vice versa" und: "An optical imaging system often works such that all points in a certain plane are imaged into points of another plane. At least within geometrical optics, there is then a one-to-one correspondence between points in the two planes: One point in one of the planes is mapped onto a certain point on the other plane, and vice versa". In: R. Paschotta, article on conjugate planes in the Encyclopedia of Laser Physics and Technology, 1. edition October 2008, Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-40828-3. Online: https://www.rp-photonics.com/conjugate_planes.html

[4] Eine liebevoll geschriebene Geschichte der Projektionsapparate vergangener Jahrhundert findet man in: - [6] Laurent Mannoni: The Great Art of Light and Shadow. Archeology of the Cinema. Aus dem Französischen übersetzt von Richard Crange. University of Exeter Press, Devon (UK), 2000. Original: Le Grand Art de la Lumière et de l'Ombre (1995). Die Laterna magica im Sinne eines frühen Diaprojektors wird dort unter anderem aus kultureller und sozialer Sicht beschriebne. Siehe auch Laterna magica (externer Link)