The Project Gutenberg eBook ofLichtbild- und Kino-Technik

The Project Gutenberg eBook ofLichtbild- und Kino-TechnikThis ebook is for the use of anyone anywhere in the United States and most other parts of the world at no cost and with almost no restrictions whatsoever. You may copy it, give it away or re-use it under the terms of the Project Gutenberg License included with this ebook or online atwww.gutenberg.org. If you are not located in the United States, you will have to check the laws of the country where you are located before using this eBook.Title: Lichtbild- und Kino-TechnikAuthor: Franz Paul LiesegangRelease date: July 17, 2015 [eBook #49464]Most recently updated: October 24, 2024Language: GermanCredits: Produced by Jana Srna, Matthias Grammel, Norbert H. Langkauand the Online Distributed Proofreading Team athttp://www.pgdp.net*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK LICHTBILD- UND KINO-TECHNIK ***

This ebook is for the use of anyone anywhere in the United States and most other parts of the world at no cost and with almost no restrictions whatsoever. You may copy it, give it away or re-use it under the terms of the Project Gutenberg License included with this ebook or online atwww.gutenberg.org. If you are not located in the United States, you will have to check the laws of the country where you are located before using this eBook.

Title: Lichtbild- und Kino-TechnikAuthor: Franz Paul LiesegangRelease date: July 17, 2015 [eBook #49464]Most recently updated: October 24, 2024Language: GermanCredits: Produced by Jana Srna, Matthias Grammel, Norbert H. Langkauand the Online Distributed Proofreading Team athttp://www.pgdp.net

Title: Lichtbild- und Kino-Technik

Author: Franz Paul Liesegang

Release date: July 17, 2015 [eBook #49464]Most recently updated: October 24, 2024

Language: German

Credits: Produced by Jana Srna, Matthias Grammel, Norbert H. Langkauand the Online Distributed Proofreading Team athttp://www.pgdp.net

*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK LICHTBILD- UND KINO-TECHNIK ***

von F. Paul Liesegang

Lichtbühnen-Bibliothek Nr. 1Herausgegeben von der LichtbildereiVolksvereins-Verlag GmbH., M.Gladbach 1913

(Die beigefügten Zahlen bedeuten die Seiten)

SeiteDer Lichtbilderapparat und seine Wirkungsweise5Die allgemeine Anordnung (5). — Der Kondensor (7). — Das Objektiv (8). — Zusammenarbeiten von Kondensor und Objektiv (10). — Einfluß der Lichtquelle (11). — Ausführungsformen des Lichtbilderapparats (13). —Die Lichtquellen15Das elektrische Bogenlicht16Spannung und Stromstärke (16). — Gleichstrom und Wechselstrom (17). — Bogenlampe und Widerstand (17). — Transformator und Umformer (18). — Ausführungsformen der Bogenlampe (19). — Die Kohlenstifte (20). — Zuleitung und Sicherung (21). — Kleine und starke Bogenlichteinrichtung (22). — Handhabung der Bogenlampe (24). —Das elektrische Glühlicht26Das Kalklicht26Wirkungsweise des Kalklichtes (26). — Ersatz für Leuchtgas (27). — Die Kalklichteinrichtung (27). — Handhabung des Kalklichtes (28). —Das Azetylenlicht31Spiritus- und Gasglühlicht, Petroleumlicht33Zubehör zum Lichtbilderapparat34Der Bildhalter (34). — Der Projektionsschirm (34). — Das Stativ (36). — Leselampe und Signal (36). —Anschaffungs- und Betriebskosten des Lichtbilderapparats36Die Glasbilder und deren Aufbewahrung39Aufstellung und Handhabung des Lichtbilderapparats40Die episkopische Projektion (Projektion undurchsichtiger Gegenstände)43Wissenschaftliche und mikroskopische Projektion45Der Lichtbilderapparat als Scheinwerfer46Der Lichtbilderapparat als photographischer Vergrößerungsapparat46Die Darstellung lebender Lichtbilder (kinematographische Projektion)48Wirkungsweise des Kinematographen (48). — Das Flimmern und Mittel zur Abhilfe (51). — Die Konstruktion des Transportmechanismus (52). — Die Vervollständigung des Kinematographmechanismus (54). — Feuerschutzeinrichtungen (57). — Verbindung von Lichtbilderapparat und Kinematograph (58). — Das Kinematographenobjektiv (58). — Das Stativ (59). — Die Umrollvorrichtung (61). —Handhabung des Kinematographen61Behandlung und Pflege des Filmbandes63Fehlerhafte Erscheinungen beim Arbeiten mit dem Kinematograph65Blaue Flecken oder gelbrote Ränder im Bildfelde (65). — Verschwommene Lichtbilder (65). — Ziehen des Bildes (65). — Vibrieren oder Tanzen des Bildes (66). — Zerreißen des Filmbandes oder Ausreißen der Perforation (66). —Das kinematographische Aufnahmeverfahren66Die Herstellung der Trickfilme68Die wissenschaftliche Kinematographie70Sachregister72

Der Lichtbilderapparat ist nichts anderes als eine vervollkommnete Form derLaterna magicawie wir sie aus der Kinderstube kennen.

Fig. 1.Fig. 1. Laterna magica.

Fig.1zeigt schematisch die Anordnung und läßt die wesentlichen Bestandteile erkennen: das Gehäuse mit der Lichtquelle, hier einer Petroleumlampe; die SammellinseCin der Vorderwand des Gehäuses; davor die BildbühneB, in welche die Glasbilder eingesetzt werden und weiter vorne, mit dem Gehäuse durch ein ausziehbares Rohr verbunden, eine zweite SammellinseO. Die LinseC, welche man Kondensor nennt, hat die Aufgabe, die Lichtstrahlen zu sammeln und in einem Kegel durch das davorstehende Glasbild zu werfen. Die LinseOanderseits, die man als Objektiv bezeichnet, soll diesen Strahlenkegel aufnehmen und derart geordnet auf die Wand leiten, daß dort ein vergrößertes, scharfes Lichtbild entsteht. Die Eigenschaften, welche die einzelnen Bestandteile des Apparats besitzen müssen, lassen sich hieraus direkt ableiten: das ObjektivOmuß zunächst solcher Konstruktion sein, daß es eine scharfe Vergrößerung des Glasbildes entwirft, ferner mußes so groß im Durchmesser sein oder, wie man sagt, eine so große »Öffnung« haben, daß alle vom Kondensor kommenden Strahlen aufgefangen werden. Der KondensorCsoll möglichst viele Strahlen der Lichtquelle aufnehmen, er soll das davorstehende Glasbild gleichmäßig beleuchten und die Strahlen in einem spitzen Kegel so nach vorne schicken, daß sie glatt ins Objektiv gelangen. Die Lichtquelle muß kräftig sein, denn von ihrer Intensität hängt die Helligkeit des Lichtbildes direkt ab; dabei soll die leuchtende Fläche eine geringe Ausdehnung haben, weil der Kondensor nur dann die Strahlen in einem hinreichend spitzen Winkel nach vorne werfen kann. Hat die Lichtquelle nämlich eine zu große Ausdehnung, so werden die Strahlen in Form eines breiten Büschels nach vorne geworfen, und das Objektiv kann dann nur einen Teil davon auffassen. Der Apparat muß naturgemäß derart gebaut sein, daß die beiden Linsensysteme in richtiger Stellung zueinander angeordnet (»zentriert«) sind; er muß stabil sein und genügend Platz für die Lichtquelle sowie für die Glasbilder bieten. Das Glasbild (um auch dies hinzuzunehmen) soll klar sein in den Lichtern, kräftig in den Umrissen und reich an Details, und die Projektionswand endlich muß eine ebene, weiße Fläche bieten, die das darauf geworfene Licht gehörig reflektiert.

Fig. 2.Fig. 2. Lichtbilderapparat.

Diese Forderungen nun, soweit sie an den Apparat gestellt werden, können von den einfachen Linsen der in Fig.1dargestelltenLaterna magicanicht in befriedigender Weise erfüllt werden: die Beleuchtung ist keine ausreichende, indem der Kondensor das zur Verfügung stehende Licht schlecht ausnutzt, und vor allem fehlt es dem Lichtbild an Schärfe. Fig.2zeigt nun den verbesserten Apparat, und zwar mit der optischen Ausrüstung, wie sie jetzt in der Regel gebraucht wird. Der KondensorCbesteht aus zwei plankonvexen Linsen, während das ObjektivOaus vier Linsen zusammengesetzt ist und einen Trieb zum Scharfeinstellen besitzt. Der Gang der Lichtstrahlen ist punktiert eingezeichnet; man ersieht daraus, daß die Strahlen durch die erste Kondensorlinse parallel gemacht und dann durch die zweite Linse gesammelt werden.

Der Doppelkondensor ist im folgenden Bilde unterAfür sich dargestellt. Daneben sehen wir zwei Formen von dreifachen Kondensoren.Der Zusatz einer dritten Linse bewirkt, daß die Lampe näher an den Kondensor herankommt, und daß infolgedessen mehr Licht aufgenommen wird. UnterDundEist dies angedeutet; man sieht, daß der dreifache Kondensor, welcher beiBundEdurch Vorsetzen einer Meniskuslinse, beiCdurch Zwischensetzen einer bikonvexen Linse hergestellt ist, einen größern Winkel auffaßt als der Doppelkondensor. Die dreilinsige Ausführung wird hauptsächlich bei größern Kondensoren, z. B. solchen von 15cmDurchmesser, angewandt.

Fig. 3.Fig. 3. Doppelter und dreifacher Kondensor.

Der Kondensor muß im Durchmesser so groß sein, daß er die Glasbilder ausbeleuchtet. Die Glasbilder nun, welche man im Handel bekommt, haben das Außenformat 81/4× 81/4oder 81/2× 10cm; das Innenmaß, d. h. die eigentliche Bildgröße, beträgt in der Regel etwa 7 × 7cm. Um ein solches Bild von 7 × 7cmbis in die Ecken zu beleuchten, braucht man, wie Fig.4links zeigt, einen Kondensor von 10cmDurchmesser. Man benutzt daher für die gewöhnlichen Projektionsapparate Beleuchtungslinsen von 10 bis 111/2cmDurchmesser. Für größere Glasbilder ist ein Apparat mit entsprechend größerem Kondensor erforderlich; aus Fig.4rechts ist zu ersehen, daßdas Bildmaß 9 × 12cmLinsen von 15cmDurchmesser verlangt. Benutzt man einen Kondensor, der wesentlich größer ist als das Glasbild, so geht nur ein Teil des Lichtes durch das Bild hindurch, und alle übrigen Strahlen gehen verloren. Indessen kann man diesen Lichtverlust in der Weise vermeiden, daß man die Bilder, welche sonst dicht vor den Linsen stehen, weiter nach vorn in den Strahlenkegel bringt, wo dieser enger ist. Es wird dann das ganze Licht darauf konzentriert.

Fig. 4.Fig. 4. Kondensordurchmesser und Bildgröße.

Als Projektionsobjektiv wird meistens das von Petzval erfundene Porträtobjektiv benutzt; es besitzt eine große Lichtstärke und läßt sich in ausreichend guter Qualität verhältnismäßig billig herstellen. Das Instrument besteht aus vier Linsen, die in einem Messingrohr sitzen. Die beiden Vorderlinsen sind verkittet, während die Hinterlinsen durch einen schmalen Ring getrennt sind. Man tut gut, sich die Anordnung der Linsen zu merken, damit man sie nach dem Reinigen wieder richtig einsetzt.

Fig. 5.Fig. 5. Petzvalsches Objektiv.

Es gibt eine einfache Regel, die lautet: alle Linsen zeigen mit ihrer gewölbten bzw. der am stärksten gewölbten Seite nach vorne. In der normalen Ausführung liefern diese Instrumente eine gute Mittelschärfe. Wenn eine höhere Leistung verlangt wird, so muß man ein besonders sorgsam gearbeitetes Objektiv nehmen, das entsprechend teurer ist. Eine wie man sagt »geschnittene Schärfe« und dabei plastische Zeichnung wird von den modernen lichtstarken Instrumenten geliefert, die man als »Anastigmate« bezeichnet. Die an Lichtbilderapparaten benutzten Objektive haben in der Regel eine mit Zahntrieb versehene Fassung, die ein scharfes Einstellen gestattet. Man fertigt die Instrumente aber auch in glatter, zylindrischer Ausführung und steckt sie dann in eine sogenannte Auswechselfassung, an welcher der Zahntrieb angebracht ist; bei dieser Anordnung ist eine bequeme und rasche Auswechslung gegen eine andere Objektivtube möglich.

Verhältnis von Bildgröße zu Abstand = 1 : 2Fig. 6a.Verhältnis von Bildgröße zu Abstand = 1 : 3Fig. 6b.Fig. 6. Brennweite, Abstand und Bildgröße.Durch das Objektiv wird auch die Größe des Lichtbildes auf einen gewissen Abstand hin bestimmt. Die normalen Objektive liefern ein Bild, das nach Höhe und Breite etwa halb so groß ist, wie der Abstand des Apparates von der Wand. In der schematischen Darstellung (Fig.6) ist das Objektiv durch eine einfache Linse wiedergegeben.a bist das Glasbild. In dem obern Schema bekommen wir auf 3mEntfernung ein 11/2mgroßes Bild, auf 6mEntfernung ein 3mgroßes Bild. Unten ist ein anderes Verhältnis dargestellt. Da ist das Lichtbild ein Drittel so groß wie der Abstand: wir bekommen z. B. ein 2-m-Bild auf 6mAbstand und ein 3-m-Bild auf 9mAbstand. Um ein solches Verhältnis zu erzielen, müssen wir ein anders geschliffenes Objektiv nehmen. Wie ein Vergleich beider Zeichnungen ergibt, steht die Linse unten in einem größern Abstand vom Glasbilda bals oben. Dieser Abstand, in den Figuren mitfbezeichnet ist ungefähr gleich der Brennweite des Objektivs.Wenn wir die Geometrie zu Hilfe nehmen, so finden wir, daß in der obern Figur die Brennweitefdoppelt so groß ist wie das Glasbilda b; in der untern Figur dreimal so groß. Ja, es gibt eine allgemeine einfache Regel: die Objektivbrennweite steht in dem gleichen Verhältnis zur Größe des Glasbildes wie der Apparatabstand zur Größe des Lichtbildes. Wenn wir z. B. ein 3mgroßes Lichtbild auf 12mEntfernung haben wollen, so gibt das ein Verhältnis 1: 4. Mithin brauchen wir ein Objektiv, dessen Brennweite viermal so groß ist wie das Glasbild. Wenn nun die Glasbilder im Lichten durchschnittlich 7cmmessen, so muß die Brennweite 4 × 7 = 28cmbetragen. Auf diese Weise ist es leicht, für jedes Verhältnis rechnerisch die erforderliche Objektivbrennweite zu bestimmen. Man sieht aus den Zeichnungen gleichzeitig, daß die Glasbilder auf dem Kopf stehen müssen, damit die Lichtbilder aufrecht erscheinen.

Verhältnis von Bildgröße zu Abstand = 1 : 2

Fig. 6a.

Verhältnis von Bildgröße zu Abstand = 1 : 3

Fig. 6b.Fig. 6. Brennweite, Abstand und Bildgröße.

Durch das Objektiv wird auch die Größe des Lichtbildes auf einen gewissen Abstand hin bestimmt. Die normalen Objektive liefern ein Bild, das nach Höhe und Breite etwa halb so groß ist, wie der Abstand des Apparates von der Wand. In der schematischen Darstellung (Fig.6) ist das Objektiv durch eine einfache Linse wiedergegeben.a bist das Glasbild. In dem obern Schema bekommen wir auf 3mEntfernung ein 11/2mgroßes Bild, auf 6mEntfernung ein 3mgroßes Bild. Unten ist ein anderes Verhältnis dargestellt. Da ist das Lichtbild ein Drittel so groß wie der Abstand: wir bekommen z. B. ein 2-m-Bild auf 6mAbstand und ein 3-m-Bild auf 9mAbstand. Um ein solches Verhältnis zu erzielen, müssen wir ein anders geschliffenes Objektiv nehmen. Wie ein Vergleich beider Zeichnungen ergibt, steht die Linse unten in einem größern Abstand vom Glasbilda bals oben. Dieser Abstand, in den Figuren mitfbezeichnet ist ungefähr gleich der Brennweite des Objektivs.

Wenn wir die Geometrie zu Hilfe nehmen, so finden wir, daß in der obern Figur die Brennweitefdoppelt so groß ist wie das Glasbilda b; in der untern Figur dreimal so groß. Ja, es gibt eine allgemeine einfache Regel: die Objektivbrennweite steht in dem gleichen Verhältnis zur Größe des Glasbildes wie der Apparatabstand zur Größe des Lichtbildes. Wenn wir z. B. ein 3mgroßes Lichtbild auf 12mEntfernung haben wollen, so gibt das ein Verhältnis 1: 4. Mithin brauchen wir ein Objektiv, dessen Brennweite viermal so groß ist wie das Glasbild. Wenn nun die Glasbilder im Lichten durchschnittlich 7cmmessen, so muß die Brennweite 4 × 7 = 28cmbetragen. Auf diese Weise ist es leicht, für jedes Verhältnis rechnerisch die erforderliche Objektivbrennweite zu bestimmen. Man sieht aus den Zeichnungen gleichzeitig, daß die Glasbilder auf dem Kopf stehen müssen, damit die Lichtbilder aufrecht erscheinen.

Der Begriff der Brennweite läßt sich am leichtesten erklären mit Hilfe des bekannten Experiments: Man hält eine Sammellinse gegen die Sonnenstrahlen und bringt mit der andern Hand ein Blatt Papier dahinter. Wenn man nun das Blatt vor- und zurückschiebt, so wird man bald eine Stelle finden, wo die Strahlen darauf einen helleuchtenden Fleck geben. Dieser Fleck ist nichts anderes als ein Bildchen der Sonne; man hat die Stelle »Brennpunkt« genannt, weil hier auch die mit den Lichtstrahlen vereinigten Wärmestrahlen konzentriert werden, die das Papier in Brand setzen. Den Abstand des Brennpunktes von der Linse oder richtiger von der Mitte des Glaskörpers bezeichnet man nun als »Brennweite«.

Wenn man dies Experiment mit verschiedenen Brenngläsern macht, wird es sich herausstellen, daß deren Brennweiten nicht gleich sind; es wird sich ferner zeigen, daß die stärker gewölbten Gläser eine kürzere Brennweite haben als die flacher geschliffenen. Statt die Linse gegen die Sonne zu halten, kann man sie auch gegen einen gut beleuchteten, weit entfernten Gegenstand, z. B. einen Schornstein richten, wobei man das Papierblatt vor- und zurückschiebt, bis sich ein scharfes Bild des Schornsteins darauf zeigt; das Blatt deckt man möglichst gegen »falsches Licht« ab, um das Bild deutlich erscheinen zu lassen. Es wird dem Beobachter dabei auffallen, daß das Bild auf dem Kopfe steht. Der Abstand des Papiers von der Mitte der Linse ist geradesogroß wie bei dem Experiment mit der Sonne, und wenn wir ihn messen, haben wir also die Brennweite.

Der Kondensor muß der Brennweite des Objektivs angepaßt sein. Er soll dem Objektiv, welches in Fig.7durch eine einfache Linse wiedergegeben ist, einen Strahlenkegel zuwerfen, in der Weise, daß (wie unterI) alles Licht durch das Objektiv hindurchgeht. Wenn nun der Apparat mit einem Objektiv längerer Brennweite versehen wird, wobei dieses in einen größern Abstand vom Kondensor kommt, so wird, wie sich aus der DarstellungIIergibt, der Kondensor nicht mehr richtig arbeiten: das Objektiv »kommt zu kurz«, indem es von dem Strahlenkegel nur den mittlern Teil aufnimmt. Damit die richtige Wirkung erhalten wird, müssen wir dem Kondensor ebenfalls eine längere Brennweite geben, so daß er den Strahlenkegel wiederum mit der Spitze gegen das Objektiv wirft. Dies ist unterIIIskizziert: die vordere Kondensierungslinse ist dort durch eine flachere ersetzt. Es ist von größterWichtigkeit, daß man diese Bedingung für das richtige Zusammenarbeiten von Kondensor und Objektiv beachtet. Bei der Beschaffung eines neuen Objektivs wird es häufig versäumt, die unter Umständen erforderlichen Veränderungen des Kondensors vorzunehmen, und die Folge ist dann, daß man kein reines, weißes Bildfeld erhält: bei der normalen Einstellung der Lampe zeigen sich gelbrote Ränder, während bei vorgeschobener Lampe blaue Flecken entstehen.

Fig. 7.Fig. 7. Das Zusammenarbeiten von Kondensor und Objektiv.

Aber noch ein Punkt ist beim Zusammenpassen von Objektiv und Kondensor zu berücksichtigen. Man stellt die Wirkungsweise des Kondensors durch die in Fig.8unterIgegebene Zeichnung dar, wonach die von der punktförmigen LichtquelleLausgehenden Strahlen durch die Linsen wieder in einem PunkteMvereinigt werden. Diese Darstellung ist aber eine ideale. In Wirklichkeit werden die auf den Rand der Linse auffallenden Strahlen stärker gebrochen als die zentralen Strahlen; erstere sammeln sich inM1, letztere inM2(vgl. Fig.8II), während die Vereinigungspunkte der übrigen Strahlen zwischenM1undM2liegen. Wenn wir uns nun in der Figur alle diese Strahlen ausgezogen denken, so bekommen wir das unterIIIwiedergegebene Büschel. Da sehen wir, daß die Linsen des ObjektivsOeinen hinreichend großen Durchmesser haben müssen, damit sie das ganze Strahlenbündel auffassen.

Fig. 8.Fig. 8. Wirkungsweise des Kondensors bei punktförmiger Lichtquelle.

Tatsächlich liegen die Verhältnisse noch ungünstiger. Es steht uns nämlich keine Lichtquelle zur Verfügung, die punktförmig ist. Nehmen wir nun aber gemäß Fig.9eine Lichtquelle mit einer leuchtenden FlächeL1L2, so wird jeder einzelne Punkt für sich ein Strahlenbüschel liefern; fürL1verläuft dies Büschel nach unten, wie unterIangedeutet ist, fürL2geht es in gleicher Weise nach oben. Und alle diese Büschel vereinigen sich zu einem breiten Büschel, dessen Begrenzung unterIIdargestellt ist. Das einskizzierte ObjektivOfaßt hier nicht mehr alle Strahlen auf; ein Teil des Lichtes wird also nicht ausgenutzt und geht verloren. Wir müßten daher in diesem Falle ein Objektiv mit größerm Linsendurchmesser haben. Indes können wir in der Größe des Objektivs nicht beliebig weit gehen; denn über ein gewisses Maß hinaus liefert uns das Instrument kein scharfes Bild mehr.

Es ist weiterhin noch zu beachten, daß das Strahlenbüschel um so breiter wird, je länger man die Brennweite des Kondensors nimmt; der Kondensor muß aber, wie wir oben erfuhren, eine längere Brennweitehaben, wenn das Objektiv langbrennweitig ist. In solchen Fällen ist es daher erforderlich, dem Objektiv einen großen Durchmesser zu geben. Während normalerweise Objektive von 43 bzw. 50mmLinsendurchmesser genommen werden, benutzt man für längere Brennweiten Objektivlinsen von 54 bzw. 61mmDurchmesser oder geht erforderlichenfalls noch weiter bis zu etwa 81mm. Es gilt dies namentlich für Lichtquellen, die eine große Leuchtfläche besitzen.

Fig. 9.Fig. 9. Wirkungsweise des Kondensors bei ausgedehnter Lichtquelle.

Fig. 10.Fig. 10. Lichtbilderapparat.

Der Projektionsapparat ist je nach den Anforderungen von einfacherer oder komplizierterer Konstruktion. Hauptsächlich kann man unterscheiden solche Apparate, die nur zur Projektion von Glasbildern dienen, und solche, die außerdem zur Darstellung wissenschaftlicher Experimente verwendbar sind. Fig.10zeigt einen Apparat der erstern Art. Das Gehäuse, das aus Stahlblech gebaut ist, hat oben einen Kaminaufsatz zum Abzuge der heißen Luft, hinten sowie rechts und links Türen. Das Objektiv wird durch ein ausziehbares Rohrstück getragen. Bei andern Apparaten dieser Art ist für das Objektiv ein schlittenartiger Halter vorgesehen oder aber ein kameraartiger Auszug mit Balgen und Zahntrieb. Diese letztere Anordnung, welche Fig.11darstellt, gestattet ohne weiteres die Verwendung von Objektiven kürzerer und längerer Brennweite; sie ist daher beispielsweise praktisch für Wanderredner, die bald in kleinern, bald in größern Sälen arbeiten und dazu Objektive verschiedener Brennweiten verwenden. Der abgebildete Balgenapparat besitzt noch ein zwischen den Kondensorlinsen eingebautes Kühlgefäß, das mit abgekochtem Wasser gefüllt wird; dieses schützt bei sehr intensiven Lichtquellen, welche große Hitze erzeugen, die Glasbilder gegen zu starke Erwärmung.

Fig. 11.Fig. 11. Apparat mit Balgenzug und Kühlgefäß.

Ein für wissenschaftliche Projektionen aller Art geeigneter Apparat ist in Fig.12wiedergegeben. Er besitzt eine sogenannte optische Bank, worauf man die für die Experimente erforderlichen Instrumente anbringen kann. Wesentlich ist bei diesen Apparaten, daß der Raum vor dem Laterngehäuse frei ist. Man kann hier auch eine Einrichtungzur Projektion von undurchsichtigen Gegenständen, wie Photographien, Ansichtspostkarten usw., anbringen.

Fig. 12.Fig. 12. Apparat mit optischer Bank.

Wir kommen nun zur Lichtquelle. Von dieser wird in erster Linie große Helligkeit verlangt, während eine zweite Forderung darin besteht, daß das Licht möglichst konzentriert sei. An erster Stelle kommt das elektrische Bogenlicht, und wo elektrischer Strom zur Verfügung steht, sollte man ihn benutzen. Auch die Nernstlampe gibt in der für Projektionszwecke gebauten Form eine kräftige Lichtquelle ab. Den besten Ersatz für das Bogenlicht bildet das Kalklicht, welches sich zu einer mächtigen Helligkeit steigern läßt. Es kommen dann der Reihe nach das Azetylenlicht, das Spiritus- und Gasglühlicht sowie das Petroleumlicht. Die nachstehende Tabelle gibt eine Übersicht über die Helligkeit der verschiedenen Lichtquellen. Wenn auch die Zahlen nur ungefähre sind und mit der Art des Brennmaterials schwanken, so gestatten sie doch immerhin einen guten Vergleich.

Das elektrische Bogenlicht bedarf zur Darstellung des elektrischen Starkstroms, wie er von der Zentrale durch Leitungen ins Haus geliefert wird. Wer mit dieser Lichtquelle arbeiten will, tut gut, sich mit den Eigenschaften des elektrischen Stromes bekannt zu machen, und dazu mögen die folgenden Ausführungen behilflich sein. Wie man das Wasser in Rohrleitungen auf große Entfernungen hin fortschafft, so läßt man den elektrischen Strom durch »elektrische Leiter« fließen, und als solche eignen sich besonders Metalldrähte, am besten Kupfer. Die Drähte werden, wenn sie nicht wie die Telegraphendrähte frei in der Luft hängen, mit nichtleitenden Stoffen (Gummi, Wolle- oder Seidengespinste) umflochten; diese »Isolation« ist nötig, da sonst bei Berührung des Drahtes mit andern leitenden Körpern (feuchte Erde, Wasserleitungsrohre usw., auch der menschliche Körper) der Strom abfließen würde, wie das Wasser durch ein Leck in der Rohrleitung. Der elektrische Strom muß nun, wenn er Arbeit leisten soll, einen Kreislauf ausführen; wir brauchen daher zwei Drahtleitungen: eine als Zuleitung von der Zentrale her bis zu unserer Lampe und die zweite zurück zur Maschine. Das Ende der ersten Leitung bezeichnet man als positiven Pol (Zeichen +), das der zweiten als negativen Pol (Zeichen -). Die beiden »Kabel« (so nennt man die isolierten Drähte) sind häufig zu einer einzigen Schnurleitung (Doppelschnur) verflochten.

Der von der Zentrale gelieferte Strom steht (ebenso wie das Wasser in der Wasserleitung und das Leuchtgas in der Gasleitung) unter einem gewissen Druck — man sagt hier »Spannung«. Dem Einheitsmaß der Spannung hat man die Bezeichnung »Volt« gegeben. In vielen Fällen hat der Strom eine Spannung von 110 Volt; sehr häufig findet man auch 220 Volt, manchmal wiederum 65, 120, 150 oder gar 440 Volt.

Für die Leistung des Stromes ist von Belang die Menge der durchströmenden Elektrizität, man sagt »Stromstärke«, und für diese hat man als Einheitsmaß das »Ampère« geschaffen. Bei seinem Durchgangedurch lange oder dünne Leitungen oder durch solche aus schlecht leitendem Material findet der elektrische Strom entsprechenden Widerstand, ähnlich wie ein Wasserstrom in engen Rohren. Der Widerstand aber setzt natürlich die Stärke des Stromes herab. Dieser Widerstand wird in »Ohm« gemessen. Spannung, Stromstärke und Widerstand stehen in einer bestimmten, einfachen Beziehung zueinander, welche durch das Ohmsche Gesetz festgesetzt ist. Danach ist die Stromstärke gleich Spannung dividiert durch Widerstand oder anders ausgedrückt: Ampère = Volt/Ohm. Daraus ergibt sich rechnerisch ferner: Ohm = Volt/Ampère.

Die Preisberechnung der Elektrizität, welche mit Hilfe eines Elektrizitätszählers erfolgt, geschieht nach »Watts« oder »Kilowatts« (= 1000 Watt), und zwar ist 1 Watt = 1 Volt × 1 Ampère. Beträgt die Spannung des Stromkreises z. B. 110 Volt, und arbeiten wir mit einer Stromstärke von 10 Ampères, so beläuft sich der Verbrauch, der nach Stunden berechnet wird, auf 110 × 10 = 1100 Watt = 1,1 Kilowatt. Hat man mit einem Netz von 220 Volt zu tun, so verbraucht man bei der gleichen Ampèrezahl 2,2 Kilowatt. Legt man den Düsseldorfer Preis von 40 Pf. für das Kilowatt zugrunde, so hat man stündlich 88 Pf. zu zahlen, gegenüber 44 Pf. in ersterm Falle.

Man hat noch eines zu beachten. Es gibt zweierlei Arten von Strom, und zwar liefert ihn die Zentrale entweder als »Gleichstrom« oder als »Wechselstrom«. Der Unterschied besteht darin, daß bei ersterm der Strom stets in der gleichen Richtung läuft, während er beim Wechselstrom außerordentlich rasch die Richtung wechselt. Bei Wechselstrom hat man fernerhin zwischen zweiphasigem und mehrphasigem Wechselstrom zu unterscheiden, welch letzterer auch »Drehstrom« genannt wird. Gleichstrom ist für Projektionszwecke viel vorteilhafter als Wechselstrom, indem die Bogenlampe bei ersterm ruhiger brennt und vor allem ein bedeutend besser auszunutzendes Licht liefert.

Nun zur Bogenlampe! Läßt man den elektrischen Strom in freier Luft zwischen zwei Kohlenstiften überspringen, so entsteht ein Lichtbogen von großer Helligkeit, und zwar wird die Helligkeit um so größer, je höher die Stromstärke (Ampèrezahl) ist. Diese Erscheinung erfordert eine Spannung von etwa 45 Volt bei Gleichstrom und etwa 30 Volt bei Wechselstrom. Bei geringerer Spannung kommt der Lichtbogen nicht zustande. Liefert die Stadt nun einen Strom von 110 Volt, so haben wir (bei Gleichstrom) 65 Volt zuviel, und dieser Überschuß muß vernichtetwerden. Dies geschieht in der Weise, daß man den Strom durch einen langen, dünnen Nickeldraht laufen läßt, welcher den sogenannten »Widerstand« bildet. Wie groß dieser Widerstand sein muß, läßt sich mittels des Ohmschen Gesetzes berechnen. Soll die Bogenlampe z. B. mit einer Stromstärke von 10 Ampères brennen, so brauchen wir nur die zu vernichtende Voltzahl (65) durch 10 zu dividieren, um die Ohmzahl zu erhalten; also Widerstand = 65 Volt/10 Ampères = 6,5 Ohm. Für 20 Ampères ergibt sich ein Widerstand von 3,25 Ohm. Haben wir ein Stromnetz von 220 Volt, so sind 175 Volt zu vernichten, und wir brauchen bei 10 Ampères einen Widerstand von 175/10 = 17,5 Ohm; bei 20 Ampères 8,75 Ohm. Macht man den Widerstand regulierbar, so kann man, je nachdem auf eine größere oder kleinere Ohmzahl eingestellt wird, die Lampe mit verschieden hohen Ampèrezahlen, also mehr oder minder hell brennen lassen, und eine solche Anordnung ist in vielen Fällen sehr praktisch.

Der Widerstand ist eine unangenehme Beigabe des Bogenlichtes; denn er schluckt eine Menge von Strom, die nutzlos in dem Drahtwiderstand in Wärme verwandelt wird. Die Lampe selbst braucht, wenn wir deren Spannung zu 45 Volt annehmen, bei einer Stromstärke von 10 Ampères nur 45 × 10 = 450 Watt, während wir der Leitung, welche 220 Volt liefern mag, 220 × 10 = 2200 Watt entnehmen und bezahlen müssen. Haben wir mit einem Netz von 110 Volt zu tun, so werden wir bei gleicher Stromstärke nur 110 × 10 = 1100 Watt entnehmen, also die Hälfte. Es ist mithin vorteilhaft, wenn die Netzspannung niedrig ist, weil man dann einen kleinern Widerstand braucht und sich der Betrieb infolge geringern Verlustes billiger stellt. Doch sollte die Netzspannung (bei Gleichstrom) mindestens 65 Volt, bei höhern Ampèrezahlen besser etwas mehr, etwa 75 Volt betragen; denn ein kleiner Überschuß an Volts, der durch einen Widerstand vernichtet wird, ist für ein ruhiges Brennen der Lampe stets notwendig, auch wird bei zu niedriger Spannung der Lichtbogen zu kurz und reißt leicht ab. Dies ist besonders zu beachten, wenn man eine Maschine zur Selbstherstellung von Strom oder einen Umformer beschafft.

Bei Wechselstrom liegt nun die Möglichkeit vor, rationeller zu arbeiten. Hier kann man nämlich mit Hilfe eines besondern Apparats, des »Transformators«, die zu hohe Spannung auf die zum Betriebe der Bogenlampe erforderliche Spannung herabsetzen, wobei gleichzeitig die Stromstärke in die Höhe gesetzt wird. Es findet hier gewissermaßeneine Umwandlung von Volts in Ampères statt. Ein Beispiel mag das erläutern. Es möge ein Strom von 220 Volt und 5 Ampères zur Verfügung stehen, so daß wir 220 × 5 = 1100 Watt haben, während wir für die Bogenlampe mit Widerstand nur 60 Volt brauchen (bei Wechselstrom genügt diese Spannung). Eine Energie von 1100 Watt käme nun auch heraus, wenn wir 60 Volt und etwa 18 Ampères hätten, da ungefähr 60 × 18 = 1100. Ein geeigneter Apparat müßte uns also die Energie von 220 Volt 5 Ampères in 60 Volt 18 Ampères umwandeln, und dieses besorgt tatsächlich der Transformator. Allerdings geht bei der Umwandlung etwas Energie (etwa 15 Prozent) verloren, so daß wir etwas weniger als 18 Ampères bekommen. Es ist bei dieser Umwandlung ähnlich wie mit einem Hebel. Wir mögen beispielsweise eine Kraft zur Verfügung haben, die imstande ist, 100kg1mhoch zu heben. Mit dieser selben Kraft können wir durch Anwendung eines Hebels auch 200kg1/2moder 400kg1/4mhoch heben usw.

Es gibt noch eine andere Einrichtung zur Umwandlung des Stromes, nämlich den rotierenden Umformer, der aus einem Elektromotor und einer Dynamomaschine besteht. Dieser Apparat, welcher auch bei Gleichstrom verwendbar ist, stellt sich aber sehr hoch im Preis, und die Anschaffung lohnt sich nur dann, wenn man, wie im Kinematographentheater, ständig arbeitet und viel Strom verbraucht. Da wird man den Umformer namentlich auch bei Wechselstrom oder Drehstrom benutzen, um diesen in Gleichstrom zu verwandeln, weil Gleichstrom eine viel bessere Lichtausnutzung gibt.

Was ist nun zur Darstellung des Bogenlichtes alles erforderlich? Da haben wir zunächst die Bogenlampe mit den Kohlenstiften, dann den Widerstand, bei Wechselstrom eventuell einen Transformator, und schließlich die Leitungsschnur (Kabel) zur Herstellung des Anschlusses an das Netz.

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