Die Apertur oder auch Öffnungsweite beschreibt in der Optik die Größe der Öffnung, durch welche Lichtstrahlen ausgesendet oder empfangen werden. Die Apertur wird durch die Aperturblende definiert und ist in der Fotografie oft einstellbar. Die Eintrittspupille ist das objektseitige Bild der Apertur, während die Austrittspupille das bildseitige Gegenstück darstellt. Bei Spiegelteleskopen bezeichnet die Apertur die Fläche des Hauptspiegels.
Ein wichtiger Faktor bei der Apertur ist die Wellenbeugung. Die Winkelauflösung hängt vom Aperturdurchmesser im Verhältnis zur Wellenlänge der verwendeten Strahlung ab. Radarantennen mit Verhältnissen von 1000:1 erreichen nur ein Zehntel des Auflösungsvermögens, weil die Wellenlänge des Radars etwa 10.000-mal größer ist als die des sichtbaren Lichts.
In der Optik erhöht die kohärente Überlagerung mehrerer Aperturen die räumliche Auflösung. In der Fotografie befinden sich Interferometrische Teleskope oft im optischen Bereich. Die Langbasisinterferometrie nutzt im Radiofrequenzbereich kohärente Signalverarbeitung, um die Signale weit entfernter Antennen zu kombinieren und synthetische Aperturen zu erstellen.
Die Fläche der Apertur einer Flächenantenne oder eines Teleskops bestimmt die Leistung, die eine ebene Welle aufnimmt. Das Verhältnis von Aperturdurchmesser zu Brennweite wird als Lichtstärke des Objektivs bezeichnet. Dieses Verhältnis, auch numerische Apertur genannt, bestimmt auch die räumliche Auflösung einer fokussierenden Optik, z.B. eines Mikroskops, im Verhältnis zur Wellenlänge.
Die Apertur ist in der Optik die Öffnung oder der Durchmesser, durch welche Licht ausgesendet oder empfangen wird. Ein interessantes Werk über die Optik und die verschiedenen Begriffe, die man dabei benutzt, ist „Grundlagen der Optik“ von Herbert Gross. Ein weiteres nützliches Buch ist „Optik: Ein Lehrbuch der Elektromagnetischen Lichttheorie“ von Wolfgang Singer. Mit Hilfe der Kohärenten Überlagerung und der Kombination mehrerer Aperturen lässt sich die Auflösung verbessern.
Ein bekanntes Beispiel für die Verwendung von Apertur ist das Teleskop. Dabei ist die Fläche der Apertur entscheidend für die aufgenommene Leistung. Die Art und Weise, wie sie verteilt wird, ist im Bild zu sehen und hängt von der Brennweite ab. Ein anschauliches Buch über die Teleskope und deren Geschichte ist „Reisen durch die Welt der Teleskope“ von Serguei Tarkhov.
Literaturquellen:
Born, M., & Wolf, E. (1999). Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference, and diffraction of light. Cambridge university press.
Leach, R. (2002). A course in lens design. CRC Press.
Baddeley, R. L. (2000). Introduction to the mathematics of medical imaging. Society for Industrial and Applied Mathematics.