Aufbau und Funktionsweise

Die Wortherkunft des Wortes Fernrohr ist eine Eindeutschung des Wortes Tubus telescopius, welches aus dem lateinischen kommt und so viel wie Fernseh-Röhre bedeutet.

Galilei-Fernrohr

Hans Lipperhey, ein holländischer Brillenmacher erfand um 1608 das Galilei-Fernrohr, auch holländisches Fernrohr genannt und von Galileo Galilei, dem Physiker und Mathematiker weiterentwickelt.

Die konvexe Sammellinse dient als Objektiv und Zerstreuungslinse, welches eine kleine Brennweite hat, dient als Okular. Heutzutage wird das holländische Fernrohr bei der Fernrohrbrille und beim Opernglas zu Gebrauch gemacht.

Kepler-Fernrohr

Das Kepler-Fernrohr wird auch astronomisches Fernrohr genannt und die Bauweise wurde 1611 von Johannes Kepler entwickelt. Das Okular mit geringer Brennweite hat eine konvexe Sammellinse.

Die addierten Brennweiten beschreiben den Abstand zwischen Okular und Objektiv. Im Vergleich mit dem Galilei-Fernrohr ist das Gesichtsfeld des Kepler-Fernrohrs ausgedehnter. Der Jesuit Christoph Scheiner hat das erste Kepler-Fernrohr um 1613 gebaut.

Es entsteht ein auf dem Kopf stehendes, also um die 180 Grad gedrehtes, seitenverkehrtes reelles Bild. Das liegt daran, weil sich der Strahlengang im Fernrohr kreuzt

Seitenvertauschung

Dadurch, dass das Keplersche Fernrohr ein 180 Grad gedrehtes Bild erzeugt, kann das Problem mit Prismen oder mit weiteren Linsen behoben werden. Um die sogenannte Umkehroptik zu erzeugen gibt es die Möglichkeit, zwei geneigte Spiegel in den Strahlengang zu legen.

Die zweite Option wäre, zwei Prismen zu verwenden, deren Flächen durch eine Totalreflexion wie Spiegel sind. Die dritte Alternative wäre eine dritte Sammellinse einzusetzen, damit es zu einer erneuten Umkehrung des Bildes kommt.

Mittels unterschiedlicher Prismensysteme wird das umgedrehte Bild bei Prismenferngläsern (Feldstechern) und Spektiven um 180 Grad gedreht. Es gibt je nach Ausführung auch kürzere Bauweisen.

Die Umkehrlinse erzielt einen ähnlichen Effekt, beispielsweise bei Aussichtsfernrohren, Ausziehfernrohren, terrestrischen Fernrohren und Zielfernrohren auf See oder für unterwegs. Obwohl nur eine 20 bis 60-fache Vergrößerung stattfindet, ist das Fernrohr klein, zusammenschiebbar und auch günstig. Ein Nachteil ist die geringe Lichtstärke. Außerdem gelangt durch das Auseinanderziehen Schmutz und Wasser rein.

In der Astronomie wird das verkehrte Bild bei größeren Fernrohren in Kauf genommen, da die Ausrichtung zur Beobachtung des Himmels keine größere Rolle spielt.

Faltrefraktoren

Faltrefraktoren sind eine Form des Fernrohrs. Meist wird der sogenannte Strahlengang über einen oder manchmal auch zwei Planspiegel umgelenkt, er wird im Grunde gefaltet. Das äußere Erscheinungsbild diverser Faltvarianten oder auch die Konstrukteure tragen zu der Namensgebung der Fernrohre bei.

Die einfache Faltung des Fagott-Refraktor erinnert an das Musikinstrument. Der Schaer-Refraktor wurde nach seinem Erfinder benannt und hat eine zweifache Faltung. Okularzenitprismen oder auch Okularzenitspiegel gelten als Zubehörteile bei allen Fernrohrtypen.

Chromatische Aberration

Die so genannte chromatische Aberration, die Bildung von Farbsäumen während der Lichtdurchbrechung, ist bei den Linsenobjektiven von Nachteil. Diese verschiedenen zweifach gefalteten Refraktoren wurden von Ainslie, E. Schaer und G. Nemec entwickelt.

Durch die hochwertigen Astrofotos wurden die Amateurastronomen Unkel, Treutner, Sorgenfrey und Nemec in den 1960er bis Ende 70er Jahre durch ihre Faltrefraktoren bekannt. Diese Bekanntheit haben sie auch auf die Refraktortypen übertragen.

In der Regel werden Heutzutage Faltrefraktoren als Selbstbaugeräte vor allem von begeisterten Amateurastronomen und teilweise auch von Volkssternwarten verwendet. In den 1970er und 80er Jahren bot die Firma Wachter Schaer-Refraktoren in Serienfertigung an, die so genannte FH 75/1200 mm von Unitron.

Coudé-Refraktor

So wie bei einem Faltrefraktor wird auch bei einem Coude-Refraktor der Strahlengang, mit zwei Planspiegeln oder Prismen, zweifach gefaltet. Die Beobachtung aus einem festen Standpunkt aus, ohne eine aufwendige Sitzmöglichkeit oder einem Arbeitstisch ist hier von Vorteil. Der Nachteil liegt bei der Bilddrehung beim Schwenken des Fernrohrs.

Das gibt der Fotografie in der Astronomie ein kurzes Zeitfenster. Auch bei Spiegelteleskopen findest das Cloude-System ihre Anwendung.

Charakterisierung

Ferngläser und kleine Fernrohre werden durch zwei Zahlenangaben beschrieben, zum Beispiel ein Taschengerät 6 x 20. Ein Spektiv wird mit (20 bis 40) x 50 beschrieben.

Dabei bedeutet die erste Zahl die Vergrößerung und die zweite Zahl beschreibt die Apertur, also die Öffnung des Objektivs in mm. Die Wahrnehmung wird verbessert, indem ein Eindruck des räumlichen Sehens durch den Einsatz eines Binokulars geschaffen wird. In der Astronomie wird Das Verhältnis von der Apertur zu Brennweite verwendet.

Die Austrittspupille ist das Produkt aus Okularbrennweite und Öffnungsverhältnis oder auch der Quotient aus Öffnung und Vergrößerung. Die Austrittspupille wäre also 20 mm/6 = 3,3 mm bzw. 5 mm·100/1000 = 0,5 mm.

Die Austrittspupille sollte man mit dem Auge erreichen können. Außerdem sollte die Pupille des Auges größer sein als vom Fernglas, sonst wirkt das Bild dunkler als mit dem Bloßen Auge. Sie sollte mit dem Auge erreichbar sein.

Die Pupille des Auges begrenzt die Lichtmenge, die in das Auge fällt. Wenn die Pupille größer ist, erscheint das Bild ungefähr genauso hell. Deshalb ist die Größe der Austrittspupille beim Nachtglas mindestens 5mm.

Störgrößen

Beugung

Das Auflösungsvermögen des Fernrohrs ist wegen der Beugung des Lichts begrenzt. Die nützliche Vergrößerung ist die Vergrößerung, die auf das menschliche Auge angepasst wird. Zahlenmäßig ist die nützliche Vergrößerung ungefähr so wie die Öffnung vom Fernrohrobjektiv in mm.

Luftunruhe

Die erwärmte Luft, die vom Boden aufsteigt, die nicht genügend temperierte Sternwarten-Kuppeln oder auch die Beobachtung in Nähe des geöffneten Fensters verursachen lästige Schlieren. Erst recht im Winter oder Herbst ist ein Funkeln der Sterne zu erkennen, welche beim Wärmeübergang entstehen, jedoch erscheinen dadurch Sterne und Planeten bei kleinen Fernrohren als unscharfe Flecken. Meist bessert sich das, wenn es in der Nacht dunkler wird.

Die Stabilität der Fernrohraufstellung

Welche Vergrößerung sinnvoll genutzt werden kann, entscheidet die Montierung, wodurch das Fernrohr vor allem gehalten aber auch bewegt wird. Bei jeder Schwingung durch den Wind, zittert das Objekt im Gesichtsfeld des Okulars. Deshalb sollte die Montierung fest, schwingungsarm und das Gewicht des Fernrohrs halten können.

Fernglas Vergleich: 10x25 vs 10x50

Fernrohr Testsieger

Hier finden Sie eine Auflistung an Testberichten. Bitte beachten Sie bei Ihrer Recherche, dass ein Fernrohr Test nicht mit einem Fernrohr Vergleich gleichzusetzen ist. Bei einem Vergleich werden Produktdaten miteinandern verglichen, wohingegen ein Test eine physische Bewertung nach fest definierten Kriterien voraussetzt.

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