Mündlichblatt 32

In einem Fernglas sind üblicherweise eine Aperturblende & eine Gesichtsfeldblende (bestimmt Sehfeld) montiert. Die Austrittspupille (AP) ist das Bild der Aperturblende, welches durch das Okular erzeugt wird. Die AP des Instrumentes ist idealerweise am gleichen Ort, wie die EP (Eintrittspupille) vom Auge & hat im besten Fall den gleichen Durchmesser.

Ist die AP vom Instrument grösser als die EP vom Auge, so können nicht alle Lichtstrahlen, die das Instrument verlassen, ins Auge eindringen, auch nicht, wenn die AP vom Fernglas deckungsgleich mit der EP des Auges ist. 

Je grösser die Öffnung der Feldblende ist, desto grösser ist das Sehfeld.

Hier hat das Objektiv einen positiven Brechwert & das Okular einen negativen, man sieht ein  gleichgerichtetes Bild, die AP ist im Instrument & niemals am Ort der EP vom Auge, deshalb sind das Sehfeld & die Lichtstärke eingeschränkt & es können keine Feldblenden & keine Skalen montiert werden, da das Zwischenbild virtuell ist. Dieses Fernrohr besteht vereinfacht aus einer langbrennweitigen Konvexlinse & einer kurzbrennweitigen Konkavlinse. Man sieht ein gleichgerichtetes bzw. Aufrechtes & seitenrichtiges Bild. 

Das positive Objektiv erzeugt ein virtuelles, gegengerichtetes Zwischenbild, welches durch das negative Okular ins Unendliche abgebildet wird.

Galilei Fernrohr

•  kurze, kompakte Bauweise
• Geringes Gewicht
• Günstige Herstellung
• Theoretisch hohe Lichtstärke

•  Die AP liegt innerhalb des Instrumentes & somit nicht am Ort der EP, dadurch kann die Lichtstärke nicht ausgenützt werden, es gibt Lichtverluste & das Sehfeld ist relativ klein
• Bei guter Qualität in Kombination mit einem brauchbar grossen Sehfeld kann nur eine relativ kleine Vergrösserung realisiert werden
• Das Zwischenbild ist virtuell & entsteht hinter dem Okular bzw. ausserhalb vom Instrument, somit kann am Ort vom Zwischenbild weder eine Messskala noch eine Gesichtsfeldblende montiert werden -> das Gesichtsfeld ist nicht scharf begrenzt, was nicht schön wirkt. 

 Hier ist das Objektiv & das Okular positiv, man sieht das Bild gegengerichtet & seitenverkehrt, die Lichtverluste sind sehr gering, da auf ein Umkehrprisma bzw. Umkehrlinse verzichtet wird. Das Objektiv hat eine lange Brennweite & das Okular eine kurze. 

Das positive Objektiv erzeugt ein reelles, gegengerichtetes Zwischenbild, welches durch das positive Okular ins Unendliche abgebildet wird. 

Kepler Fernrohr

• lichtstarkes Instrument für Sternbeobachtungen geeignet
• Die AP kann am Ort der EP sein, im Idealfall tritt daher keine Abschattung (Vignettierung) auf & das Sehfeld des Instruments kann in diesem Fall voll ausgenützt werden  
• Gesichtsfeld ist relativ gross & scharf begrenzt
• Messskalen können montiert werden, da das Zwischenbild reell ist
• Günstige Herstellung

•  lange Bauweise mit ungünstigem Schwerpunkt -> schlechtes Handling 
• Wegen des längeren Tubus (Rohr) ist das Instrument schwerer, als ein Galileityp
• Verglichen mit Spiegelteleskopen: relativ lichtschwach (weil beim Spiegelteleskop viel grössere Öffnungen bzw. Ein viel grösserer Objektivdurchmesser hergestellt werden können)

• Objektiv & Okular sind positiv 
• Dank Umkehrlinse ein gleichgerichtetes Bild
• Umkehrlinse verschlechtert wegen der Abbildungsfehler die Abbildungsqualität

Für die Erdbeobachtung ist ein gleichgerichtetes Bild von Vorteil, daher wird eine konvexe Umkehrlinse eingebaut. Wenn die Umkehrlinse keinen Einfluss auf die Vergrösserung hat, wird das Instrument um die vierfache Brennweite der Umkehrlinse länger, somit soll eine Umkehrlinse mit einem hohen Brechwert verwendet werden, diese wiederum bringt aber stärkere Abbildungsfehler mit sich. 

• man sieht ein aufrechtes & seitenrichtiges Bild

• AP entsteht hinter dem Okular & somit in der Nähe der EP vom Auge
• Lichtverluste sind kleiner
• Sehfeld ist grösser

• Fernrohr ist länger, daher auch schwerer & weniger handlich, da der Schwerpunkt des Instrumentes noch weiter vorne liegt
• Umkehrlinse erzeugt zusätzliche Abbildungsfehler & Lichtverluste (durch Reflexion & Absorption)

•  Objektiv & Okular sind positiv
• Dank Umkehrprisma gleichgerichtetes Bild
• Abbildungsqualität besser als mit der Umkehrlinse, da die geraden Prismenflächen keine zusätzlichen Abbildungsfehler ins System bringen
• Wird auch terrestrisches Fernrohr genannt, obwohl dies eigentlich bedeutet, dass es zur Erdbeobachtung verwendet wird

• Abbildungsqualität ist besser, da das Prisma keine zusätzlichen Abbildungsfehler erzeugt
• Instrument wird kürzer & handlicher, da Prisma Lichtstrahlen mehrmals ablenkt

• Herstellung ist aufwendiger & somit teurer
• Umkehrprisma ist schwerer als Umkehrlinse, allerdings wird dieser Gewichtsnachteil durch das kompakte Gehäuse wieder,  zumindest teilweise, reduziert

•  besteht aus zwei miteinander verbundenen Prismenfernrohren 
• Gleichgerichtetes Bild
• Beobachtung angenehmer, da Instrument binokular verwendet wird
• Stereoskopisches Sehen ermöglicht (3D-Sehen)

•  ermüdungsfreiere Beobachtung, da binokular verwendet
• Stereoskopische Wahrnehmung

• voluminöse, schwere Bauweise
• Aufwendige & somit teure Herstellung

Fernrohrvergrösserung: - bildseitige Brennweite des Objektivs : bildseitige Brennweite des Okular 

Oder

• Brechwert des Objektivs : Brechwert des Okulars

Tipps: 

• bildseitige Brennweite des Objektivs ist immer positiv
• Bildseitige Brennweite des Okulars ist nur beim Galilei Fernrohr negativ

Wird ein Umkehrprisma oder eine Umkehrlinse verwendet, welche keinen Einfluss auf die Vergrösserung hat, so muss man dies noch mal -1 rechnen. 

Bsp: 7 x 45 BCA     

    -> erste Zahl ist die Vergrösserung, 

    -> zweite Zahl ist der Durchmesser der Frontlinse (meistens auf eine Distanz von 1000m)

    -> B = Brillenträgerokular

    -> C = kompaktes Instrument

    -> A = Gummiarmiert

In der Dunkelheit sind eine grosse EP & eine hohe Vergrösserung vorteilhaft. 

Die Bildhelligkeit wird bestimmt durch: 

• Durchmesser der EP
• Vergrösserung
• Lichtverluste im Instrument, diese wiederum sind abhängig von

    - Vergütung der Glasflächen

    - Absorptionsgrad der verwendeten Glasmaterialien

    - Anzahl der optischen Elemente, wie Linsen & Prismen

    - Lichtweg durch die optischen Bauteile, insbesondere innerhalb der Prismen

    - Streulichtverhalten bzw. von der Qualität der Politur der einzelnen Glasflächen

• Durchmesser der Augenpupille

Auch sie ist von verschiedenen Einflussgrössen abhängig. Diese sind:

• physikalische Lichtstärke
• Vergrösserung
• Kontrast des Objekts bzw. mit dem das Objekt wahrgenommen wird
• Dem Beobachter, seine Einflussfaktoren sind: 

    - individuelle Lichtempfindlichkeit, der Adaptionszustand

    - Durchmesser seiner Pupille

    - individuelle Beobachtungsgabe

    - wie ruhig man das Fernglas hält

Grundsätzlich gilt: 

1. Ein grosser Durchmesser der EP ist in der Dämmerung von Vorteil
2. Hohe Vergrösserung in Dämmerung -> mehr Details werden erkannt
3. In Dämmerung demzufolge Kombination aus grosser EP & hoher Vergrößerung vorteilhaft
4. Instrument mit hoher Lichtstärke ist für Beobachtung mit wenig Licht vorteilhaft

Beispiel: 

Ein Prismenfernrohr 20 x 30 hat eine Dämmerungszahl von 24.5, einen Durchmesser der AP von 1.5mm

Ein Feldstecher 12 x 50 hat ebenfalls eine Dämmerungszahö von 24.5, einen Durchmesser der AP von 4.2mm, zudem kann der Kunde binokular durchs Instrument schauen

Somit ist klar, dass in diesem Beispiel der Feldstecher bei der Benutzung in der Nacht dem Fernrohr überlegen ist. 

-> zweite Zahl -> Bsp. 7 x 25, dann ist es 25

 das B -> bei der Beobachtung ohne Brille muss die Augenmuschel lang gemacht d.h. herausgedreht, herausgezogen oder aufgeklappt werden. 

 -> Mit WW oder Weitwinkel wird ein Instrument mit Weitwinkelokular gekennzeichnet, dabei muss es einen Blickwinkel von mindestens 60° zulassen, da dies aber schwer abzuschätzen ist, wird das Sehfeld auf 1000 m angegeben, 

 -> bester Schutz gegen Staub, eindringende Feuchtigkeit & unnötige mechanische Beanspruchung, alle beweglichen Teile befinden sich im Inneren des Gehäuses, bei der Fokussierung werden im Inneren des Instrumentes einzelne Linsen oder Linsengruppen verschoben

-> Scharfstellung erfolgt elektronisch & vollautomatisch, dadurch können grössere sich bewegende Objekte einfacher beobachtet werden, manchmal kann aber der Autofokus Dinge nicht erfassen, wie stark reflektierende Flächen oder manchmal stellt er nicht auf das Objekt ein, welches man eigentlich beobachten möchte

 -> Schutz, dadurch kann es auch mit feuchten, schmutzigen oder fettigen Händen gehalten werden, besser vor Nässe, Stössen & Schlägen sowie Korrosion geschützt, zudem dämpft das Gummigehäuse, was vor allem Jäger, Grenzwächtern oder Polizisten dient

-> Damit kein Staub oder Feuchtigkeit ins Gehäuse gelangen, werden hochwertige Geräte mit getrocknetem Stickstoff gefüllt, reduziert das Beschlagen

 -> bei hochwertigen Geräten sind sämtliche Glasoberflächen vergütet, bei Billigprodukten sind nur die von aussen sichtbaren Flächen eventuell nur einfach vergütet, die AR wird auf eine Vakuumwellenlänge von 550nm bzw. auf einen Wellenlängenbereich zwischen 507nm und 555nm optimiert, was zu einem violetten Restreflex führt

-> Beide Tuben werden bei der Distanzeinstellung bzw. beim Fokussieren gleichzeitig verstellt, falls der Feldstecher keinen Mitteltrieb hat, sind die beiden Okulare einzeln verstellbar, moderne Qualitätsinstrumente haben eine Einstellreserve von -5.0 dpt, somit kann auch ein nicht voll korrigierter, sphärischer ametroper Benutzer dies voll ausnützen

-> Ein Okular, häufig das rechte, kann zum Ausgleich einer sphärischen Anisometropie unabhängig von der Distanzeinstellung, bei guten Geräten ebenfalls häufig in einem Bereich von etwa +/- 5.0 dpt, eingestellt werden

 Zwei 90° Prismen sind senkrecht zueinander angeordnet, ein Prisma bewirkt den Seitentausch, eines die Höhenumkehr, der austretende Lichtstrahl ist gegenüber dem einfallenden Strahl parallel verschoben, durch die breite Form haben die Feldstecher ein besonders gutes räumliches Sehen, sind preisgünstiger als Dachkant