Formelsammlung








Lichtsammelleistung =
(Öffnung in mm)² / 49


Vergrößerung =
Teleskopbrennweite / Okularbrennweite

Minimalvergrößerung =
Öffnung / maximale Austrittspupille

Förderliche Vergrößerung =
Öffnung / 0,7

Maximalvergrößerung =
Öffnung x 2
oder:
förderliche Vergrößerung x 2

Öffnungsverhältnis =
Brennweite / Öffnung

Austrittspupille =
Öffnung / Vergrößerung

tatsächliches Gesichtsfeld =
scheinbares Gesichtsfeld / Vergrößerung

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Brennweite und Vergrößerung

Objektiv und Okular bestimmen die Vergrößerung

 

Die Brennweite der Optik sorgt für die Vergrößerung, welche durch das Auflösungsvermögen Grenzen findet Die Brennweite der Optik sorgt für die Vergrößerung, welche durch das Auflösungsvermögen Grenzen findet Für den Einsteiger ist die Brennweite oft die wichtigste Eigenschaft eines Teleskops und gilt als Voraussetzung für eine hohe Vergrößerungsleistung. Theoretisch kann jedoch mit jedem Teleskop eine hohe Vergrößerung erreicht werden. Dies ist nur vom verwendeten Okular abhängig, denn erst die Brennweite des Teleskops zusammen mit der des Okulars bestimmt den Vergrößerungsfaktor.

Das Okular vergrößert das entstehende Zwischenbild am Brennpunkt wie eine Lupe. Im Unterschied zum Fernglas hat hier das Teleskop einen Vorteil, denn bis auf wenige Ausnahmen verfügt ein Fernglas über Okulare mit festen Brennweiten, welche nicht austauschbar sind. Die Vergrößerung beim Teleskop ist durch das eingesetzte Okular wählbar.

Durch die Bildvergrößerung werden Objektdetails besser aufgelöst und sichtbar gemacht. Nach der Formel

Vergrößerung = Teleskopbrennweite / Okularbrennweite


wird der Vergrößerungsfaktor errechnet. Die tatsächlich nutzbare Vergrößerung steht jedoch aufgrund des Auflösungsvermögens in Zusammenhang mit oben beschriebener Öffnung und ist nur begrenzt steigerbar.

Dies ist mit den Bildpunkten einer digitalen Abbildung vergleichbar: Es ist zwar möglich, durch zoomen die einzelnen Pixel zu vergrößern; es entstehen jedoch keine Pixel mit einer neuen Bildinformation, so dass die Unschärfe zunimmt. Als Richtwert für eine sinnvolle Maximalvergrößerung kann von der Größe der Öffnung in mm x 2 ausgegangen werden. Eine zunehmende Vergrößerung bedeutet gleichzeitig ein dunkler werdendes Bild aufgrund des kleiner werdenden Lichtbündels am Okular, der Austrittspupille.

 

Förderliche Vergrößerung


Das maximale Auflösungsvermögen des Teleskops wird durch die förderliche Vergrößerung genutzt und dem Auflösungsvermögen unseres Auges angepasst.

Förderliche Vergrößerung = Öffnung / 0,7

Wird über die förderliche Vergrößerung hinaus vergrößert, wird das Bild zunehmend unschärfer und dunkler, es werden keine neuen Details erkennbar. In Ausnahmefällen, wie bei der Beobachtung des Erdmondes oder anderen hellen, strukturierten Objekten kann das Doppelte der förderlichen Vergrößerung als absolutes Maximum genutzt werden.


Dies ist allerdings abhängig von der Luftruhe, auch Seeing genannt. Luftturbulenzen, welche durch Winde und Temperaturunterschiede in verschiedenen Luftschichten entstehen, werden mit vergrößert und sorgen für ein unruhiges, bewegtes Bild. Oft erlaubt der Blick durch die Erdatmosphäre nur eine bis zu 200-fache Vergrößerung.

Minimalvergrößerung


Viele Beobachtungsobjekte erfordern allerdings gar keinen hohen Vergrößerungsfaktor: Großflächige Objekte, welche komplett überblickt werden sollen, werden mit der Minimalvergrößerung betrachtet.

Minimalvergrößerung = Öffnung / maximale Austrittspupille

Dies ist der Wert, bei dem das Lichtbündel, welches das Okular verlässt (die Austrittspupille) der größtmöglichen von der Iris erzeugten Pupillengröße des Auges entspricht.


Auf diese Weise wird die maximale Lichtmenge vom Auge aufgenommen und das Objekt erscheint am hellsten. Das Gesichtsfeld ist hier ebenfalls maximal, also der Himmelsausschnitt, der durch das Okular betrachtet wird. Die Minimalvergrößerung wird in der Regel auch zum Aufsuchen von Objekten verwendet.






Zusammenfassung Optikgrundlagen

Teleskope sammeln Licht und vergrößern das Bild mit einer höheren Auflösung. Die Größe der Teleskopöffnung bestimmt die Lichtsammelleistung und das Auflösungsvermögen.

Der Vergrößerungsfaktor ergibt sich aus der Kombination von Teleskop- und Okularbrennweite. Die anwendbare Vergrößerung ist abhängig von der Teleskopöffnung und den Beobachtungsvoraussetzungen.

Das Öffnungsverhältnis stellt das Zusammenspiel von Öffnung und Brennweite dar. Ein Wert kleiner f/8 kennzeichnet eine schnelle, ein größerer Wert eine langsame Optik. Schnelle Optiken erlauben ein großes Gesichtsfeld zur Beobachtung und sind lichtstark für die Fotografie von dunklen Objekten außerhalb des Sonnensystems. Langsame Optiken eignen sich für hohe Vergrößerungen und Fotografie von hellen Objekten, wie Mond und Planeten.

Die zur Beobachtung eines bestimmten Objekts geeignete Vergrößerung wird von der Größe der Austrittspupille bestimmt. Diese regelt das zur Verfügung stehende Licht und das vom Auge nutzbare Auflösungsvermögen. Bei gleicher Austrittspupille erscheint das Bild unabhängig von der Teleskopöffnung gleich hell. Die Vergrößerung und die Auflösung ist dann bei größerer Öffnung jedoch höher.