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Arbeiten mit einem manuellem Blitzgerät

Wenn einmal mehr Licht gebraucht wird als einem lieb ist, bleiben einem nur drei Möglichkeiten: ein Stativ benutzen, auf gut Glück "draufhalten" oder einen Blitz benutzen.
Wie ein Blitzgerät funktioniert und wie man mit ihm arbeitet sei hier erklärt.


1)  Wie funktioniert ein Blitz?
2)  Wie sich Licht ausbreitet
3)  Welche Fläche wird in Abhängigkeit von der Entfernung ausgeleuchtet?
4)  Funktionsweise eines Schlitzverschlusses
5)  Synchronisationszeit des Blitzes
6)  Wie weit kann ich blitzen?
7)  Korrektur der Leitzahl bei anderen Filmempfindlichkeiten
8)  Korrekturen der Leitzahl
9)  Blitzen auf den 1. Vorhang
10)  Blitzen auf den 2. Vorhang
11) Eigenheiten bei meiner Nikon D700 im Blitz Modus "Rear"

 
1) Wie funktioniert ein Blitz?
Die Funktionsweise eines Blitzgerätes ist hier anhand der Schaltskizze veranschaulicht. Auch aktuelle "computergesteuerte" Blitzgeräte sind so aufgebaut.

Beim Elektronenblitzgerät wird der Gleichstrom eines kleinen Akkumulators mit Hilfe einer Transistorschaltung (eines Sperrschwingers) in Wechselstrom umgeformt.
Im Transformator wird die Spannung von einigen Volt auf etwa 500 Volt hochtransformiert. Ein Gleichrichter verwandelt die Wechselspannung wieder in Gleichspannung.
Mit der gleichgerichteten Hochspannung wird der Blitzkondensator geladen, dessen beide Pole mit den Elektroden der Blitzröhre verbunden sind.
Beim Auslösen entlädt sich ein kleiner Zündkondensator über die Primärwicklung der Zündspule. Ähnlich wie bei einer Autozündspule wird dadurch ein Hochspannungsimpuls von 10.000 Volt in der Sekundärwicklung erregt.
Diese Spannung liegt zwischen Zündelektrode und Kathode der Blitzröhre. Die Edelgasfüllung im Glaswendel der Blitzröhre wird dabei elektrisch leitend und der Blitzkondensator kann sich nun über die leitende Gasfüllung entladen.
Das geschieht in etwa einer tausendstel Sekunde, wobei das Gas blitzartig aufleuchtet.
Wenige Sekunden später hat sich der Blitzkondensator wieder aufgeladen. Das Blitzgerät ist nun für die nächste Aufnahme bereit.
 

  Grundsätzlicher Schaltplan für einen Fotoblitz.
 

2) Wie sich Licht ausbreitet
Das Licht, das vom Blitzgerät emittiert wird, leuchtet einen um so größeren Bereich aus, je weiter das Objekt vom Blitz entfernt ist. Der Lichtkegel bedeckt somit eine Fläche, die etwa mit dem Quadrat der Entfernung zur Lichtquelle wächst.
Oder einfacher ausgedrückt: verdoppelt sich die Entfernung zum zu fotografierenden Objekt, vervierfacht sich die vom Blitz ausgeleuchtete Fläche. Das hat zur Folge, daß vier mal so lang belichtet, oder die Blende um zwei Stufen weiter aufgemacht werden muß.
3) Welche Fläche wird in Abhängigkeit von der Entfernung ausgeleuchtet?


Gegeben:
einfacher Abstand: 5m - ausgeleuchtete Fläche: 4m x 4m -> a = 2m
doppelter Abstand:10m - ausgeleuchtete Fläche: a' = ?



Den Abstrahlwinkel α bestimmen:

tan α =    Gegenkathete  =    2m  
 Ankatete  5 m  

tan α = 0,4 =>  α = 21,80°

Seitenlänge des ausgeleuchteten Bereiches bei doppelten Abstand bestimmen:
 
sin α =    Gegenkathete
 Hypotenuse

Gegenkatete = sin α x Ankatete
a` = sin α x Ankatete
a` = sin 21,80° x 10m
a` = 3,71 m

Fläche des ausgeleuchteten Bereiches bei einfachen Abstand:

(2 m x 2)²  = 16 m²

Fläche des ausgeleuchteten Bereiches bei doppelten Abstand:

(3,71 m x 2)²  = 55,06 m² oder grob 64m²
 

 Die Seitenlänge des ausgeleuchteten Quadrates verdoppelt sich, wenn sich die
 Entfernung zur Lichtquelle verdoppelt. Mit der Entfernungsverdopplung verringert sich
 die Lichtintensität um den Faktor 4, da die auszuleuchtende Fläche vervierfacht wird.
4) Funktionsweise eines Schlitzverschlusses
Der Verschluß besteht aus zwei Vorhängen. Der erste Vorhang ist normalerweise geschlossen und der zweite geöffnet.
Die Verschlußvorhänge laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten direkt vor der Filmebene ab und bilden einen Schlitz der das vom Objektive kommende Licht durchläßt, und so das Negativ Streifen um Streifen belichtet.
Am Ende seines Weges holt  der zweite Vorhang den ersten wieder ein, der Schlitz schließt sich wieder.
Unterschiedliche Belichtungszeiten werden durch unterschiedliche Schlitzbreiten realisiert.
Nur bei langen Belichtungszeiten ist das komplette Negativ komplett dem Licht ausgesetzt.
Lange Belichtungszeiten werden durch ein sogenanntes Langzeiten-Werk realisiert: Man läßt den ersten Vorhang komplett ablaufen der zweite Vorhang startet erst einige Zeit später.
 

Prinzipskizze eines Tuchverschlusses
5) Synchronisationszeit des Blitzes
Als Blitzsynchronisation bezeichnet man das automatische Synchronisieren des Zündens des Blitzgeräts mit dem Ablauf des Verschlusses. Sie gewährleistet, daß der
Verschluß während der Brenndauer des Blitzes das volle Filmfenster freigibt.
Die Blitzsynchronzeit ist die kürzeste Belichtungszeit, mit der man den Blitz benutzen kann. Diese Zeit ist ein von der Kamerakonstruktion vorgegebener Parameter,
der sich nicht verändern läßt. Typische Blitzsynchronzeiten  sind 1/60, 1/125 oder 1/250 Sekunde.
Die Belichtungszeit muß daher gleich oder länger als die Blitzsynchronzeit sein. Andernfalls fällt das Blitzlicht ganz oder teilweise auf den Verschluß und nicht
auf den Film. Dies  führt dazu, daß Bilder nur teilweise oder gar nicht belichtet werden.
Da der Blitz nur einige tausendstel Sekunden leuchtet, kommen trotz der relativ langen Belichtungszeiten scharfe Fotos zustande - auch von schnell bewegten Motiven.

Eine Blitzlichtaufnahme läuft wie folgt ab:

1) Erster Vorhang öffnet sich
2) Erster Vorhang ist vollständig geöffnet
3) Blitz wird ausgelöst
4) Pause
5) Zweiter Vorhang schließt sich
6) Blitz lädt wieder
















 

Die Bilder zeigen Blitzaufnahmen bei einem Tuchverschluß mit einer Blitzsynchronzeit von 1/60sec.
Bei der zweiten Aufnahme ist die Belichtungszeit und die  Blitzsynchronzeit korrekt auf 1/60 Sekunde eingestellt.
Bei allen weiteren Aufnahmen ist die Belichtungszeit zu kurz eingestellt.
Der Vorhang schließ sich, bevor der Blitz gezündet hat. Der Blitz hätte in diesen Fällen keine Wirkung.
 

6) Wie weit kann ich blitzen?
Es gibt mehrere Maßeinheiten für die Lichtintensität eines Fotoblitzes. Sie sind aber allesamt zu spezifisch, als daß man sie in der angewandten Fotografie einsetzen kann.
Daher wurde eine "Hilfseinheit" die sogenannte Leitzahl eingeführt. Die Leitzahl gibt den Abstand zu einem Objekt in Meter an, in dem das Objekt korrekt belichtet wird.
Der Wert bezieht sich auf einen ISO 100 Film bei Blende 1,0 und einer Brennweite von 50 mm.

Die Formel für die Leitzahl bei einem ISO 100 Film ist:
 
Leitzahl = Entfernung zum Motiv [m]  x  Blende
oder
Entfernung zum Motiv [m] = Leitzahl / Blende
oder
Blende = Leitzahl / Entfernung zum Motiv [m]

Mit einem vollständig manuellen Blitzgerät oder bei einem auf "manuell" gestellten elektronischem Blitz läßt sich anhand der Filmempfindlichkeit, der Leitzahl und
der Entfernung zum Objekt die notwendige Blende  berechnen:
z.B.:
Entfernung: 10m
Leitzahl: 45
Filmempfindlichkeit: 100 ASA
Blende = Leitzahl / Entfernung zum Motiv [m] = 45 / 10m = 4,5

 
7) Korrektur der Leitzahl bei anderen Filmempfindlichkeiten

Die Leitzahl wird meist für ISO 100 angegeben.
Jede Verdoppelung der ASA-Zahl (ISO-Zahl) steigert die Leitzahl um Faktor 1,4 oder genauer um √2.
Die Halbierung der ISO-Zahl reduziert die Leitzahl um Faktor 1,41 oder √2.

Die Leitzahl muß daher für einen gegebenen Film wie folgt korrigiert werden:  
 

 Filmempfindlichkeit   Korrigierte Leitzahl
 ISO 50  Leitzahl / √2 oder (1,41)
 ISO 100  Leitzahl wie angegeben
 ISO 200  Leitzahl * √2 oder (1,41)
 ISO 400  Leitzahl * 2
 ISO 800  Leitzahl * 2 * √2 oder (1,41)
 ISO 1600  Leitzahl * 4

Leitzahlen eines Blitzgeräts mit Leitzahl 45 bei verschiedenen ASA-Zahlen.
ASA 50 100 200 400 800 1600 3200
Leitzahl 32 45 64 90 128 180 256
Reichweite [m] bei Blende 4 8 11 16 22 32 45 64

8) Korrekturen der Leitzahl
Die Leitzahl ist kein absoluter Wert, der unter allen Umständen gültig ist. Hier steht zusammenfassend, wie die Leitzahl unter bestimmten Bedingungen korrigiert werden muß. 
 
Umstand, der zur Korrektur führt Leitzahl-Korrektur  Blendenkorrektur
Nachts im Freien, sehr große Räume, Kirchenschiffe Leitzahl durch 1,4 teilen Blende 1 Stufe öffnen
große Wohnräume, dunkle Wände Leitzahl durch 1,19 teilen Blende ½ Stufe öffnen
Kleine, sehr helle Räume Leitzahl mal 1,4 Blende 1 Stufe schließen
Abstand des Blitzlichts 1,20 m bis 60 cm Leitzahl durch 1,19 teilen Blende ½ Stufe öffnen
Reflektor blitzt indirekt auf weiße Zimmerdecke in bis zu 2,50 m Höhe Leitzahl durch 9 teilen Blende 3 Stufen öffnen
Negativfilm, Blitz als Seiten-, Streif- und Gegenlicht Leitzahl durch 1,4 bis 2 teilen Blende 1 bis 2 Stufen öffnen
Doppelte ASA-Zahl (ISO-Zahl) Leitzahl mal 1,41 (√2) 1 Blende schließen
Halbe ASA-Zahl (ISO-Zahl) Leitzahl durch 1,41 (√2) 1 Blende öffnen
1 DIN mehr Leitzahl mal 1,12 1/3 Blende schließen
1 DIN weniger Leitzahl durch 1,12 1/3 Blende öffnen


 

9) Blitzen auf den 1. Vorhang
Dies ist die älteste Blitzmethode und funktioniert prinzipiell mit jeder Kombination aus Blitzgerät und Fotoapparat. Der Blitz wird direkt nach dem Öffnen des Verschlusses gezündet. Die Lichtmenge wird entweder von der Kamera oder von einem im Blitzgerät integrierten Sensor gemessen und der Blitz nach ausreichender Belichtung abgeschaltet. Die Technik ist aber auch mit ungeregelten Blitzgeräten einsetzbar. Die Leuchtzeit des Blitzes ist in der Regel wesentlich kürzer, als die Offenzeit des Verschlusses.


Normaler Blitzvorgang:
1. Der Verschlußvorhang öffnet sich vollständig
2. Der Blitz zündet (das dauert 1/10000 Sekunde)
3. Der Verschluß bleibt für die restliche Belichtungszeit offen.
4. Der 2. Vorhang schließt und beendet die Belichtung.

Blitz auf den 1. Verschlußvorhang
Die Bewegung der Taschenlampe erfolgt von unten nach oben.
10) Blitzen auf den 2. Vorhang
Dies ist eine technische Besonderheit, die einige Spiegelreflexkameras bieten. Der Blitz wird dann bei längeren Belichtungszeiten als der Synchronzeit nicht ausgelöst, wenn der 1. Verschlußvorhang des Schlitzverschlusses völlig geöffnet ist, sondern direkt bevor der 2. schließt. Dies verändert die Bildwirkung, wenn bewegte Lichtquellen abgebildet werden: Ist das Motiv beispielsweise ein fahrendes Auto bei Nacht, so werden anfangs nur die Spuren der Scheinwerfer aufgezeichnet. Unmittelbar vor dem Schließen des Verschlusses, zündet der Blitz. Erst jetzt wird das ganze Auto sichtbar. Die Spuren der Scheinwerfer befinden sich so hinter dem Objekt.

Blitzvorgang beim blitzen auf den 2. Vorhang:
1. Der Verschlußvorhang öffnet sich vollständig
2. Es wird bis zum Ende der Belichtungszeit belichtet.
3. Kurz bevor der 2. Vorhang den Schlitz wieder zu schließen beginnt, zündet der Blitz.
4. Der 2. Vorhang schließt und beendet die Belichtung.
 

Blitz auf den 2. Verschlußvorhang
Die Bewegung der Taschenlampe erfolgt von unten nach oben.
11) Eigenheiten bei meiner Nikon D700 im Blitz Modus "Rear":
Wenn bei der D700 die Blitzeinstellung auf REAR gestellt wird, wird automatisch "SLOW / REAR" aktiviert.
Bei der Aufnahme blitzt es 2x, ein Mal am Anfang und ein Mal am Ende der Aufnahme.
-> Der erste Blitz ist ein Meßblitz, der kommt nicht auf das Foto.
-> Der zweite Blitz wird am Schluß der Belichtungszeit gezündet. Der kommt auf das Foto.

Die Belichtungszeit wird beim Blitz Modus "Rear" so angezeigt, als währe kein Blitz vorhanden. Dadurch wird das Bild überbelichtet und verwackelt.
-> Ich habe die Kamera auf "Manuell" gestellt und die Zeit von Hand eingestellt. Das funktioniert.

 
© Juergen Schilling 20.01.2011