Astronomie

Teleskop Anfänger

Das Teleskop für Anfänger erklärt

Bevor wir uns mit den Vor- und Nachteilen der verschiedenen Teleskope befassen, die Sternguckern heute zur Verfügung stehen, werfen wir einen kurzen Blick auf 5 Schlüsselzahlen, die den Betrieb und die Leistung eines jeden Teleskops beschreiben, vom Schrottteleskop im Kaufhaus bis zum ehrwürdigen Hubble-Weltraumteleskop. Wenn Sie diese 5 Zahlen verstanden haben, werden Sie die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Teleskopen verstehen und wissen, wie Sie das beste Teleskop für Ihre eigenen Interessen und Ihr Budget auswählen können.

Weshalb muss Licht ins Teleskop gelangen?

Wie bereits in einem früheren Artikel erwähnt, ist die wichtigste Spezifikation eines Teleskops die Öffnung, der Durchmesser der Hauptlinse oder des Spiegels des Teleskops. Eine größere Öffnung sorgt für ein helleres Bild. Die Öffnung beeinflusst auch die meisten anderen wichtigen Spezifikationen eines Teleskops, einschließlich praktischer (aber nicht optischer) Daten wie Kosten und Gewicht. Ein gutes Gartenteleskop für uns Amateur-Sterngucker hat eine Öffnung von 80 mm bis 300 mm (3,15" bis 12") oder mehr. Einige große, milliardenschwere Profi-Teleskope haben Spiegel mit einer Öffnung von 10 Metern (400 Zoll), etwa so groß wie ein kleiner Forellenteich.

Das Lichtsammelvermögen eines Teleskops ist direkt proportional zur Fläche des Objektivs oder Spiegels, die wiederum mit dem Quadrat der Öffnung zusammenhängt. Ein Teleskop mit einem Objektivspiegel von 200 mm Öffnung sammelt also viermal so viel Licht wie ein Teleskop mit einem 100-mm-Spiegel. Die Kosten und das Gewicht eines Objektivs oder eines Spiegels steigen ebenfalls proportional an, manchmal sogar schneller als das Quadrat der Öffnung. Das ist der Hauptnachteil und einer der Gründe, warum nicht jeder einen 25″-Dobson-Reflektor in seiner Garage stehen hat. Sie sind groß, schwer und teuer.

Die Öffnung einer Linse oder eines Spiegels ist der Durchmesser des Lichtsammelbereichs. Die Lichtsammelfähigkeit einer Linse oder eines Spiegels hängt mit dem Quadrat der Apertur zusammen. Die Apertur einer Linse oder eines Spiegels ist der Durchmesser des Lichtsammelbereichs. Das Lichtsammelvermögen einer Objektivlinse oder eines Spiegels hängt vom Quadrat der Apertur ab.

Zum Vergleich: Die Öffnung eines gesunden und an die Dunkelheit angepassten menschlichen Auges beträgt 7 mm. Selbst ein bescheidenes Teleskop mit einer Öffnung von 100 mm (etwa 4 Zoll) hat also die (100/7)2 = 204-fache Lichtsammelfähigkeit des Auges.

Die Brennweite zeigt das klare Bild

Sobald das Licht auf einen Spiegel oder durch eine Linse fällt, wird es durch die Krümmung der Optik so gelenkt, dass es in einer Ebene in einiger Entfernung fokussiert wird. Die Länge, über die dies geschieht, wird als Brennweite des Objektivs bezeichnet. In der Brennebene einer Linse oder eines Spiegels kann man tatsächlich ein reales Bild eines entfernten Objekts sehen. Wenn also ein Teleskop mit einem Objektiv beispielsweise auf einen weit entfernten Baum oder den Mond gerichtet ist, wäre ein Bild des Baums oder des Mondes auf einem Bildschirm sichtbar, der sich in der Brennebene des Objektivs befindet.

Die Brennweite der Objektivlinse oder des Spiegels eines Teleskops beeinflusst in gewissem Maße die Gesamtlänge des Teleskops. Dieses 12″-Teleskop, das einen großen Spiegel zum Sammeln des Sternenlichts verwendet, hat eine Brennweite von etwa 60″. Die Gesamtlänge des Teleskops ist also ziemlich lang und kann für manche unhandlich sein. Einige moderne Teleskope nutzen eine geschickte optische Anordnung, um eine lange Brennweite in einen kleinen optischen Tubus zu quetschen. Dieses Teleskop hat einen 8″ (200 mm) Spiegel mit einer Brennweite von 80″ (2000 mm), aber das Licht wird in einen weniger als 20″ (500 mm) langen Tubus gefaltet. 

Die Erzeugung eines Bildes eines weit entfernten Objekts durch ein Objektiv. In der Astronomie, wo sich die Objekte im Wesentlichen im Unendlichen befinden, wird das Bild in einer Ebene fokussiert, die durch den Brennpunkt verläuft.

So vergrößert das Teleskop das Objekt

Um ein Bild zu erhalten, das für die Beobachtung mit den Augen geeignet ist, verwendet ein Teleskop eine zweite Linse oder eine Reihe von Linsen, das so genannte Okular, in der Brennebene. Das Okular vergrößert das Bild des Objektivs.  Das Okular hat auch eine Brennweite.  Die Vergrößerung eines Teleskops und eines Okulars ist sehr einfach zu berechnen.  Wenn die Brennweite des Objektivs "F" und die Brennweite des Okulars "f" ist, dann ist die Vergrößerung der Teleskop-Okular-Kombination F/f.  

Wenn ein Teleskop zum Beispiel ein Objektiv mit einer Brennweite von 1200 mm (ca. 48") und ein Okular mit einer Brennweite von 25 mm (ca. 1") hat, dann hat es eine Vergrößerung von 1200/25=48x.  Bei fast allen Teleskopen können Sie die Okulare wechseln, um verschiedene Vergrößerungen zu erhalten.  Wenn Sie mit diesem Beispiel eine 100-fache Vergrößerung erreichen wollen, verwenden Sie ein Okular mit 12 mm Brennweite.

Eine weitere Faustregel... die maximale nützliche Vergrößerung eines Teleskops ist etwa das 50-fache der Öffnung in Zoll.  Bei einer höheren Vergrößerung wird das Bild zu schwach und unscharf, um nützlich zu sein. Mit einem 4-Zoll-Teleskop können Sie also etwa 200-fach vergrößern, bevor das Bild zu unscharf wird, mit einem 6-Zoll-Teleskop 300-fach, und so weiter.  Dies ist keine feste Regel.  Manchmal, wenn die Atmosphäre unbeständig ist, kann man nur 20x oder 30x pro Zoll Öffnung erreichen.  Mit einer hochwertigen Optik kann man 80x oder sogar 100x pro Zoll Öffnung erreichen, also zum Beispiel bis zu 400x mit einem 4-Zoll-Zielfernrohr.  Dies ist jedoch selten.

Das Verhältnis der Brennweite macht das Bild schneller, heller oder kleiner

Die dritte wichtige Spezifikation eines Teleskops ist das Öffnungsverhältnis, d. h. die Brennweite geteilt durch den Objektivdurchmesser. Ein langes Öffnungsverhältnis bedeutet eine höhere Vergrößerung und ein engeres Gesichtsfeld mit einem bestimmten Okular, was für die Beobachtung von Mond, Planeten und Doppelsternen von Vorteil ist. Für solche Objekte ist ein Öffnungsverhältnis von f/10 oder mehr ideal. Wenn Sie jedoch weite Ansichten von Sternhaufen, Galaxien und der Milchstraße sehen möchten, ist ein niedrigeres Öffnungsverhältnis besser. Sie erhalten eine geringere Vergrößerung, aber Sie sehen mehr vom Himmel. Weitfeldteleskope haben ein Öffnungsverhältnis von f/7 oder weniger.

Das Öffnungsverhältnis beeinflusst auch die Helligkeit von ausgedehnten Objekten wie Nebeln oder Galaxien. Ein Teleskop mit einem Öffnungsverhältnis von f/5 zeigt zum Beispiel ein viermal so helles Bild wie ein Teleskop mit einem Öffnungsverhältnis von f/10, wenn alle anderen Dinge gleich sind. Aber das Bild bei f/5 ist nur halb so groß. Die Helligkeit von Sternen, die punktförmige Lichtquellen sind, wird jedoch nur durch die Öffnung des Teleskops beeinflusst.

Die Auflösung des Bildes

Schließlich die letzte wichtige Zahl eines jeden Teleskops: das Auflösungsvermögen. Das Auflösungsvermögen eines Teleskops ist ein Maß für seine Fähigkeit, kleine Details eines Objekts zu erkennen oder zwei sehr nahe beieinander liegende Objekte voneinander zu unterscheiden. Das Auflösungsvermögen ist wichtig, wenn Sie zum Beispiel versuchen, zwei eng beieinander liegende Sterne oder feine Details auf dem Mond oder einem Planeten zu unterscheiden. Das Auflösungsvermögen eines Teleskops mit einem Objektiv der Öffnung D (in Millimetern) beträgt

Auflösungsvermögen = 116/D (in Bogensekunden)

Das Auflösungsvermögen eines Teleskops ist ein Maß für seine Fähigkeit, eng beieinander liegende Objekte zu trennen. Das Auflösungsvermögen eines Teleskops ist ein Maß für seine Fähigkeit, eng beieinander liegende Objekte zu trennen. Die Komponenten des Doppelsterns Porrima sind nur 1,8″ voneinander entfernt.

Die Auflösung ist direkt proportional zur Öffnung eines Teleskops. Ein 200-mm-Teleskop kann Details bis zu 0,58 Bogensekunden auflösen, also doppelt so gut wie ein 100-mm-Teleskop, wenn alle anderen Dinge gleichbleiben. (Eine Bogensekunde ist 1/3600 eines Grades). Aber die Bewegungen und Instabilitäten in der Erdatmosphäre begrenzen die praktische Auflösung eines jeden Teleskops oft auf 1″ oder mehr.

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