Brennweitenmessung, die Bestimmung der Brennweite eines optischen Systems mit Hilfe physikalischer Verfahren, die dem Verwendungszweck des Systems möglichst angepaßt sind. Die B. kann entweder mit labormäßigen Hilfsmitteln (optische Bank) oder mit speziellen Meßeinrichtungen, den Fokometern, durchgeführt werden. Die Methode der B. kann aufgebaut sein:

a) auf den allgemeinen Abbildungsgleichungen, d.h. auf dem Einfluß der Brennweite auf den Abbildungsmaßstab und den Bildabstand bei gegebenem Objektabstand,

b) auf der Gaußschen Brennweitendefinition, d.h. auf dem Zusammenhang zwischen den Strahlwinkeln und der Bildgröße bzw. der Einfallshöhe.

Bei dem Verfahren nach a) mißt man beispielsweise den Abstand zwischen den Bildorten bei Einstellung auf mehrere in bekanntem Abstand befindliche Gegenstände auf der optischen Achse und erhält so mehrere Bestimmungsgleichungen, aus denen sich die Brennweite errechnen läßt.

Die Verfahren nach b) werden in der Regel bei Präzisionsmessungen herangezogen. Hierbei wird z.B. das zu messende System so auf den Tisch eines Spektrometers gestellt, daß seine Austrittspupille etwa mit der Drehachse zusammenfällt (Abb. 1). Ein bekannter Maßstab oder ein Markenpaar mit dem Abstand 2y' wird in die Brennebene des Systems gebracht und durch Schwenken des Fernrohrs der Winkel 2σ gemessen. Aus der Definitionsgleichung f'=y'/tgσ erhält man die Brennweite f'.

Im Gebrauch bequemer ist folgende Abwandlung des Verfahrens (Abb. 2). Ein Markenpaar mit dem Abstand 2y befindet sich in der Brennebene eines Kollimators K mit der bekannten Brennweite f

. Nach Ausmessen der Bildgröße 2y' in der Brennebene des zu prüfenden Systems erhält man die gesuchte Brennweite f' aus der Beziehung f'=y'f

/y.

Das Abbesche Fokometer benutzt zur Festlegung des Winkels zwei in bekanntem Abstand voneinander stehende Teilungen T₁ und T₂, die durch das zu prüfende System hindurch mit dem Mikroskop M abgelesen werden, wobei durch meßbare Parallelverschiebungen des Mikroskops die Einfallshöhe h der Strahlen festgelegt wird (Abb. 3). Die Bestimmung des zur Höhe h gehörenden Winkels σ' ist unabhängig von der genauen Einstellung eines Bildortes. Man erhält bei der Messung den Wert tgσ' und berechnet nach der Umwandlung dieses Wertes in den Sinus die Brennweite entsprechend der Definitionsgleichung f' = h/sinσ'.

Mit der geschilderten Methode kann man eine Abhängigkeit der Brennweite von der Einfallshöhe ermitteln. Sie läßt deshalb auch den Korrektionszustand erkennen.

Brennweitenmessung 1: Brennweitenmessung mittels eines Spektrometers Sp in den Stellungen a und b. f' Brennweite.

Brennweitenmessung 2: Brennweitenmessung mittels eines Kollimators K mit bekannter Brennweite. f' Brennweite des untersuchten Systems.

Brennweitenmessung 3: Brennweitenmessung mit dem Abbeschen Fokometer unter Verwendung eines Mikroskops M. T₁, T₂ Teilungen, F' Brennpunkt.