Private Observatory Ploesen

Teleskopoptik

Relevante Grundlagen der Optik für die Amateurastronomie

Es gibt mittlerweile die verschiedensten Beobachtungsinstrumente. Der Astronom hat die Möglichkeit in jedem Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu forschen. Ein wichtiger Schritt war die Radioastronomie, mit der man z.B. Quasare (quasistellare Radioquellen) aufspüren kann. Dem Amateurastronomen stehen im weitesten Sinne „nur“ visuelle Teleskope zur Verfügung. Diese Instrumente kann man generell in zwei Gruppen aufteilen.

Linsenteleskop       (Refraktor)
Spiegelteleskop      (Reflektor)

Der Reflektor der Newtonschen Bauart wurde von I. Newton entwickelt und benutzt ein einfaches Spiegelsystem. Es besteht aus dem Tubus, in dem sich am hinteren Ende ein möglichst großer Hauptspiegel befindet. Er fängt das Licht der Objekte ein und bringt es auf den Fangspiegel im vorderen Bereich des Teleskops. Der Fangspiegel gibt das Licht weiter zum Okularauszug, wo das Bild durch den Einsatz eines entsprechenden Okulars vergrößert werden kann.



Die Brennweite ergibt sich durch Division des Krümmungsradius r des Hauptspiegels durch 2:

r/2 = Brennweite                                                                1.1

Dividiert man die Teleskopbrennweite durch die Okularbrennweite:

Teleskopbrennweite/Okularbrennweite = Vergrößerung         1.2

erhält man die Vergroßerung. Brennweiten in mm.
Die maximal sinnvolle Vergrößerung ergibt sich durch:

Öffnung in mm * 2 = max. sinnvolle Vergrößerung                1.3



Bei hohen Vergrößerungen, kann es durch das „Seeing“ zu unscharfen Abbildungen kommen. Das rührt von der Luftunruhe her. Dabei vermischen sich verschiedene Temperaturschichten in der Atmosphäre. Da jede dieser Schichten einen anderen Brechungsindex hat, kommt es zu einer Unschärfe oder „Verschmierung“ des Objekts. Die Seeingverhältnisse können durch das funkeln der Sterne schon mit bloßem Auge ausgemacht werden. Vor allem bei Objekten nahe des Horizonts tritt dieser Effekt verstärk auf, da hier das Licht eine längere Strecke durch die Atmosphäre zurück legen muss. Ein Objekt eignet sich also bei oberer Kulmination am besten zur Beobachtung.
Als Öffnungsverhältnis wird das Verhältnis der Öffnung zur Brennweite bezeichnet.

Öffnung/Brennweite = Öffnungsverhältnis                            1.4
 

Beispiel:
Teleskop mit einer Öffnung von 100 mm und einer Brennweite von 900 mm
100/900 = f/9

Das Lichtsammelvermögen eines Teleskops in vielfachen des bloßen Auges
(Öffnung in mm)^2/49 = X mal bloßes Auge                        1.5
 

Beispiel:
Teleskop mit 10 Zoll Öffnung
(254)^2/49 = 1317 mal bloßes Auge
Das Auflösungsvermögen eines Teleskops in Bogensekunden ist gegeben durch:

138/Öffnung = X"                                                              1.6
Öffnung in mm

 
Beispiel:
Teleskop mit 200 mm Öffnung
138/200 = 0,7"
Die Austrittspupille ist der Durchmesser des Lichtbündels, das aus dem Okular austritt. Das menschliche Auge kann im dunkeladaptiertem Zustand maximal 7 mm fassen. Wird die Austrittspupille kleiner, so geht Licht verloren. Die Formel zeigt, das bei zunehmender Vergrößerung die Austrittspupille abnimmt.

Öffnung/Vergrößerung = Austrittspupille                              1.7
 

Beispiel:
Teleskop mit 100 mm Öffnung und einer Vergrößerung von 100
100 mm/100 = 1 mm
Das Gesichtsfeld wird aus der Gesichtsfeldgröße des Okulars und der

Vergrößerung wie folgt berechnet:

Okulargesichtsfeld/Vergrößerung = Gesichtsfeld                   1.8

Okulargesichtsfeld und Gesichtsfeld in Grad °. Es gibt also an, wie groß die betrachtete Himmelsregion im Teleskop ist.
 

 
 
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