Physik - Refraktor - Reflektor

III. Refraktor - Reflektor

Es gibt grundsätzlich zwei Arten, Licht zu bündeln:

1. Man schickt die Lichtstrahlen durch eine oder mehrere Linsen, "gebogene" und polierte "Glasscheiben". Das Gerät wird aufgrund der Lichtbrechung als Refraktor bezeichnet.
2. Man verwendet zum Sammeln des Lichts einen gekrümmten Spiegel. Das am meisten verbreitete Design ist der Newton-Reflektor, benannt nach seinem Erfinder Isaac Newton.

1.) Refraktor

Nach dem Konstruktionsprinzip unterscheidet man das Galilei-Fernrohr oder holländische Fernrohr vom Kepler-Fernrohr oder astronomischen Fernrohr.

Galilei-Fernrohr

Das Galilei-Fernrohr hat als Objektiv eine Sammellinse und als Okular eine Zerstreuungslinse kleinerer Brennweite. Es besitzt ein kleines Gesichtsfeld, stellt die Objekte aber aufrecht und seitenrichtig dar. Es ist heute nur noch als Opernglas und als fest installiertes Aussichtsfernrohr in Gebrauch.

Kepler-Fernrohr

Beim Kepler-Fernrohr werden sowohl für das Objektiv als auch für das Okular Sammellinsen verwendet. Die Vergrößerung eines Refraktors ergibt sich aus dem Verhältnis der Brennweiten des Objektivs und des Okulars. Ein Gerät mit 1.000 mm Objektiv-Brennweite und 5 mm Okular-Brennweite besitzt somit eine 200fache Vergrößerung.

Der Unterschied ist hauptsächlich im Strahlengang erkennbar

Vorteile:

• Staub und Schmutz kann aufgrund der geschlossenen Optik nicht eindringen
• Optik ist in sich geschlossen und benötigt keine regelmäßige Justierung

• System hat keine zentrale Abschattung die den Lichteinfall schwächt und das Beugungsbild einschränken kann

Problem:

Durch die unterschiedlichen Brennpunkten der verschiedenen Wellenlängen, können sich um helle Objekte Farbsäume bilden. Deswegen muss mit zusätzlichen Linsen oder speziellem Glas entgegengewirkt werden. Dies erfordert aber meist eine Sonderanfertigung und das ist sehr teuer

Reales Beispiel:

       

2.) Reflektor

Ein Spiegel wird durch Beschichtung eines konkaven Glases mit einer reflektierenden Schicht hergestellt. Das auftreffende Licht wird von der Oberfläche reflektiert und im Brennpunkt vereinigt. Da es keine Linsen durchläuft, produziert ein Spiegelteleskop auch keine Farbfehler.

Leider wirkt das Konzept nur bei Spiegeln mit Öffnungsverhältnis f/9 oder länger. Bei größeren Spiegeln (ab 150mm) oder kurzen Brennweiten unter f/8 wird das Licht von dieser Art von Spiegeln jedoch nicht exakt in exakt in einem Punkt vereinigt.

Die sphärische Abweichung entsteht, wenn Lichtstrahlen von Rand des Spiegels in einem anderen Brennpunkt als Strahlen von zentraleren Spiegelteilen eintreffen. Zur Bewältigung dieses Problems verwendet man Spiegel mit einer gekrümmten Form.

Vorteile:

• nur zwei optische Oberflächen müssen bearbeitet und poliert werden, das macht es preiswerter in der Produktion
• keine Farbfehler, da das Licht keine Linse durchläuft

Nachteile:

• lange Tuben aufgrund von längerer Brennweite, das macht das Teleskop viel anfälliger gegen Wind als andere Designs
• Durch die Stellung des Spiegels im Strahlengang gibt es eine Bildverschlechterung und Lichtverlust. Das Licht muss an den Metallstreben die den Spiegel befestigen, vorbei, dies führt zu einem Qualitätsverlust des Lichtes

Reales Beispiel:

                      

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