HW:Variabler ND-Filter

Neutraldichtefilter (ND-Filter) reduzieren über das sichtbare Spektrum hinweg die hindurchgelassene Lichtmenge gleichmäßig, wodurch keine Farbveränderungen entstehen. Sie werden auch Graufilter genannt. Ihr Einsatzzweck liegt hauptsächlich darin, die Belichtungszeit verlängern zu können, ohne das Bild zu hell zu belichten.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau

Bei diesem variablen ND-Filter handelt es sich nicht um gefärbtes Glas oder Kunststoff wie es bei ND-Filtern mit fester optischer Dichte der Fall ist. Hier wird das Prinzip verwendet, dass zwei verdrehbar hintereinander angeordnete Polarisationsfilter die Durchlässigkeit des Lichts je nach Stellung zueinander verändern. Der variable ND-Filter besitzt ein 77 mm Filtergewinde, über das der Filter an ein Objektiv montiert werden kann. Für Objektive mit einem kleineren Filtergewindedurchmesser können Step-Up-Ringe zum Ausgleich verwendet werden. Der vordere Polfilter des Filters ist drehbar gelagert, wobei durch Drehen des Filters die Filterwirkung variiert werden kann.

Funktionsweise

Ein ND-Filter reduziert die Intensität des einfallenden Lichts gleichmäßig über das sichtbare Spektrum. Bei der Beschriftung des Filtergrads der ND-Filter gibt es verschiedene Notationen. Als Beispiel sind im nebenstehenden Bild die Beschriftungen zweier ND-Filter von zwei verschiedenen Herstellern zu sehen. In der Fotografie werden die zwei folgenden Beschriftungssysteme häufig verwendet:

• Transmission: Bei der Angabe "NDn" oder "ND$\times$n" hat der Filter eine Transmission $T$ von $T=1/n$. Die Anzahl der Belichtungsstufen ($EV$, Exposure Value), die der Filter die Lichtmenge reduziert, wird berechnet über $EV=\log _{2}n$. Der variable ND-Filter, der angegeben wird mit ND8 bis ND1000 hat somit eine Transmission von 1/8 bis 1/1000, womit der Lichtwert um 3 und bis 10 Belichtungsstufen reduziert wird. n gibt zugleich den Verlängerungsfaktor an, den das Bild bei gleicher Belichtung bei der Verwendung eines ND-Filters länger belichtet werden muss.

• Optische Dichte: Bei der Angabe von "ND d" auf dem Filter handelt es sich um die optische Dichte $d$, welche mit der Transmission berechnet wird mit $d=-\log _{10}T$. Andererseits lässt sich die Transmission mit der optischen Dichte über $T=10^{-d}$ berechnen. Die Anzahl der Belichtungsstufen ($EV$, Exposure Value), die der Filter die Lichtmenge reduziert, wird berechnet über $EV=\log _{2}(10^{-d})$.

Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der der typischen Beschriftungssysteme.

Optische Dichte, NDd	Transmissionsgrad $T$	Verlängerungsfaktor, NDn	Anzahl Blendenstufen, $EV$
0.3	50%	2	1
0.6	25%	4	2
0.9	12,60%	8	3
1.0	10,00%	10	3,3
1.2	6,30%	16	4
1.5	3,10%	32	5
1.8	1,60%	64	6
2.0	1%	100	6,6
3.0	0,10%	1000	10

Zubehör

ND-Filter werden häufig zusammen mit Step-Up-Ringen verwendet, damit nicht für jedes Objektiv ein separater Filter benötigt wird. Ein Filter mit einem großen Filtergewinde wie zum Beispiel 77 mm kann somit über Step-Up-Ringe an Objektive mit kleinerem Filtergewinde über einen odere mehrere Step-Up-Ringe adaptiert werden.

Experimente

• Wellenlängenbestimmung eines Lasers mit einem Gitter und einer Spiegelreflexkamera.

Betriebsanweisungen

• Fassen Sie auf keinen Fall auf die Flächen des Filters.
• Benutzen Sie zum Reinigen des Filters einen Blasebalg oder ein weiches Mikrofasertuch.

Variabler ND-Filter Haida HD 4221 mit variabler Stärke von ND8 bis ND1000.

Step-Up-Ringe zur Adaptierung von Filtern mit größerem Gewindedurchmessern an Objektive mit kleinerem Filtergewindedurchmessern.

Beispiel für unterschiedliche Beschriftungen von ND-Filter.

Wichtige Daten

Sammlungsposition	Fotografieschrank
Hersteller	Haida
Filterstärke	ND8 bis ND1000

Fotos

Hier werden u.a. Fotos gezeigt, die mit diesem Filter aufgenommen wurden.

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       Belichtungszeit: 30 s
  

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       Step-Up-Ringe
  

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       Variabler ND-Filter
  

Literatur

Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0