Unsere Fernrohre - Schule Schwarzenburg
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Vergrösserung = Objektivbrennweite geteilt durch Okularbrennweite Spiegelteleskop (Reflektor) Objektivbrennweite = 1800 mm Vergrösserung 50 90 140 200 375 Reflektor Das Objektiv ist ein Spiegel, der das Licht reflektiert. Linsenteleskop (Refraktor) Objektivbrennweite = 900 mm Okularbrennweite 26 mm 18 mm 7,5 mm 4,8 mm A Vergrösserung 35 50 120 188 Unsere Fernrohre Informationen über Spiegel, Linsen und Vergrösserungen B Montierung mit elektronischer Steuerung Spiegel- und Linsenfernrohr werden mit Hilfe der stabilen Montierung der scheinbaren Himmelsbewegung nachgeführt. Seit Herbst 2002 wird diese Montierung durch zwei Schrittmotoren bewegt, die elektronisch gesteuert werden. In der Steuerung sind die Koordinaten von 168 hellen Sternen und von 3622 weiteren Objekten (Sternhaufen, Galaxien, Nebeln) gespeichert. Die Positionen der Planeten und der Sonne werden für einen gewählten Beobachtungszeitpunkt von der Elektronik berechnet. Auf Knopfdruck bringt die Steuerung das gewünschte Objekt automatisch mitten ins Gesichtsfeld des Beobachters am Okular. B A A = Brennpunkt B = Brennweite 05. 2014 – flyer 2 Okularbrennweite 35 mm 20 mm 13 mm 9 mm 4,8 mm Refraktor Das Objektiv ist eine Linse, die das Licht bricht. Die Sternwarte besitzt als Hauptinstrument ein fest montiertes Spiegelteleskop mit 30 cm Öffnung (Spiegeldurchmesser) und 180 cm Brennweite, ein sogenanntes «Newton-Teleskop». Das transportable Linsenfernrohr hat 10,2 cm Öffnung (Linsendurchmesser) und 90 cm Brennweite. Wie oft mal vergrössert das Fernrohr? Diese Frage wird immer wieder als erste gestellt, wenn Leute sich über die Leistungsfähigkeit eines Fernrohrs erkundigen. Eigentlich ist das verständlich. Man denkt sich doch, ein Fernrohr sei in erster Linie da, um die Dinge zu vergrössern. Dies stimmt zwar, ist aber – wie wir gleich sehen werden – nur die halbe Wahrheit. Trotzdem sei die Frage nach der Vergrösserung vorab beantwortet. Spiegelteleskop: von 56-facher bis 375-facher Vergrösserung. Linsenfernrohr: 35-fache, 50-fache und 120-fache Vergrösserung. Die jeweils sinnvolle Vergrösserung hängt vom beobachteten Objekt und von den herrschenden Luftverhältnissen ab. Linse oder Spiegel als Objektiv Brenngläser sind Linsen, die Licht sammeln und dieses in einem Punkt – eben dem Brennpunkt – vereinigen. Der Abstand des Brennpunktes von der Linsenmitte oder von der reflektierenden Spiegelfläche heisst Brennweite (siehe Figuren dazu auf der Rückseite). Ein Hohlspiegel (ähnlich einem Rasierspiegel) kann ebenfalls Licht sammeln und in einem Brennpunkt vereinigen. Für Fernrohre kann man demnach entweder Hohlspiegel oder Linsen als Objektive verwenden. Beobachtungsinstrumente mit 30 cm Spiegelteleskop als Hauptinstrument und parallel montiertem 10,2 cm Linsenfernrohr. Für Objektive mit vielen Zentimetern Durchmesser sind Spiegel einfacher und preisgünstiger anzufertigen als Linsen gleicher Grösse. Man kann dies mit genügend Ausdauer und den nötigen Kenntnissen sogar selber tun. Herr Wenger hat seinerzeit mehrere Spiegel geschliffen. Der grösste hat 30 cm Durchmesser, er ist das Objektiv des grossen Fernrohrs unserer Sternwarte. Ein grosser Durchmesser bringt mehr Licht Unsere Augenpupille hat einige Millimeter Durchmesser. Je nach Helligkeit der Umgebung wird sie grösser oder kleiner. Bei jungen Leuten hat sie in der Dunkelheit maximal etwa 8 mm Durchmesser. Durch diese kleine Öffnung fällt etwas Licht in unser Auge und wir können unsere Umgebung wahrnehmen, wir sehen. Damit schwache Himmelsobjekte für uns sichtbar werden, muss ihr Licht gesammelt und dadurch sozusagen verstärkt werden. Dies besorgt der Fernrohrspiegel oder die Linse. Bei 30 cm Spiegeldurchmesser ist die Fläche, die das Licht sammelt, gegenüber der maximalen Pupillenöffnung 1400 mal grösser, beim Linsenfernrohr mit 102 mm Durchmesser ist es das 160-fache. Wir können somit durch die Instrumente Sterne erkennen, die 160 oder 1400 mal schwächer sind als die schwächsten, die man von blossen Auge gerade noch sehen kann. Je grösser der Durchmesser des Objektivs ist, umso besser ist auch das Auflösungsvermögen. Zu starke Vergrösserungen sind wertlos Bei einem Fernrohr können wir die Vergrösserung verändern, indem wir ein anderes Okular einsetzen. Das Okular ist die Linse beim Auge also die Linse, bei der wir ins Fernrohr hineinblicken. Je kleiner die Okularbrennweite, desto stärker vergrös­sert das Fernrohr (Berechnungsformel dazu auf der Rückseite.) Man könnte sich nun denken, dass die Vergrösserung – durch die Wahl einer immer kleineren Okularbrennweite – beliebig gesteigert werden kann. Dies ist im Prinzip richtig. In der Praxis bringen aber unvernünftig starke Vergrösserungen nur Nachteile. Weshalb? 1. Das Gesichtsfeld wird immer kleiner, d.h. man sieht vom Himmel (oder etwa vom Mond) nur noch einen ganz kleinen Ausschnitt. 2. Die Luft ist nie ganz ruhig. Luftunruhen werden auch vergrössert. Bei zunehmender Vergrösserung verschwimmt das Bild in der flimmernden Luft immer stärker. Eine starke Vergrösserung zeigt bei mässig guten Luftverhältnissen nicht mehr Einzelheiten als eine mittlere Vergrösserung.
