Aufbau und Wirkungsweise eines astronomischen Fernrohrs
Astronomische Fernrohre (Bild 1) werden auch als keplersche Fernrohre bezeichnet, weil ihr Aufbau auf den berühmten Astronomen JOHANNES KEPLER (1571-1630) zurückgeht.
Den Aufbau und den Strahlenverlauf bei einem solchen astronomischen Fernrohr zeigt Bild 2. Ein astronomisches Fernrohr besteht aus einem dem Gegenstand (Sternen, Planeten, Kometen) zugewandten Objektiv und einem Okular, durch das das Bild des Gegenstandes betrachtet wird. Bei einem keplerschen Fernrohr bestehen Objektiv und Okular aus Linsensystemen, die insgesamt wie Sammellinsen wirken.
Durch das Objektiv entsteht von einem weit entfernten
Gegenstand ein Bild, das man auch als Zwischenbild
bezeichnet. Es ist ein verkleinertes, umgekehrtes, seitenvertauschtes
und reelles Zwischenbild.
Das Okular ist so angeordnet, dass sich dieses Zwischenbild innerhalb
der einfachen Brennweite des Objektivs befindet. Das Objektiv wirkt somit
wie eine Lupe und erzeugt von dem Zwischenbild ein vergrößertes,
aufrechtes, seitenrichtiges und virtuelles Bild.
Damit sieht man in einem astronomischen (keplerschen)
Fernrohr insgesamt ein verkleinertes, umgekehrtes, seitenvertauschtes
und virtuelles Bild des Gegenstandes.
Dass das Bild umgekehrt und seitenvertauscht ist, spielt für astronomische
Beobachtungen keine Rolle. Man muss das aber beachten, wenn man z. B.
mit einem solchen Fernrohr bestimmte Stellen der Mondoberfläche betrachten
will. Für irdische Beobachtungen ist ein solches Fernrohr wegen des
umgekehrten und seitenvertauschten Bildes nicht geeignet.
Aufbau und Wirkungsweise eines Fernglases
Ferngläser für die Beobachtung von Gegenständen unserer
Umgebung werden auch als Feldstecher
bezeichnet. Sie bestehen wie ein astronomisches Fernrohr aus Objektiv
und Okular und sind in der Regel für
das Sehen mit beiden Augen ausgelegt.
Im Unterschied zum astronomischen Fernrohr soll aber beim Fernglas ein
aufrechtes Bild entstehen. Das kann man in unterschiedlicher Weise erreichen:
- In das Fernglas wird ein Umkehrprisma eingebaut, durch welches das Bild umgekehrt wird. Damit sieht man ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild der Gegenstände. Solche Ferngläser bezeichnet man auch als Prismenfeldstecher.
- In das Fernglas wird zwischen Objektiv und Okular eine zusätzliche Linse eingebaut. Diese Linse wirkt als Umkehrlinse, sorgt also dafür, dass aus dem umgekehrten und seitenvertauschten Bild ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild wird.
- Als Okular wird eine Zerstreuungslinse genutzt. Ein solches Fernglas bezeichnet man als holländisches oder als galileisches Fernglas. Wegen ihrer kurzen Baulänge werden solche Ferngläser als Theatergläser genutzt.
Vergrößerung von Fernrohren und Ferngläsern
Mithilfe von Fernrohren oder Ferngläsern wollen wir weit entfernte
Gegenstände deutlicher sehen. Entscheidend dafür ist nicht die
Größe des Bildes, sondern die Größe des Winkels,
unter dem wir den Gegenstand ohne Fernrohr und das Bild mit Fernrohr sehen
(Bild 4). Dieser Winkel wird Sehwinkel genannt. Obwohl das Bild eines Gegenstandes bei einem Fernrohr kleiner
als der Gegenstand ist, sehen wir es unter einem größeren Sehwinkel.
Damit können wir mehr Details erkennen als ohne Fernrohr.
Die Vergrößerung von Ferngläsern beträgt meist zwischen 6 und 20. Es gibt auch
Ferngläser, bei denen man eine unterschiedliche Vergrößerung
einstellen kann.
Auf Ferngläsern findet man meist Angaben wie
z. B.
8 x 30 (siehe Bild 3) oder 12 x 60. Das bedeutet: Das Fernglas hat eine
8fache bzw. eine 12fache Vergrößerung. Der Durchmesser des
Objektivs beträgt 30 mm bzw. 60 mm.