Fernrohr und Fernglas

Ferngläser zur Beobachtung auf der Erde und astronomische Fernrohre sind optische Geräte, mit deren Hilfe von weit entfernten Gegenständen Bilder erzeugt werden. Entscheidend ist dabei, dass durch ein solches optisches Gerät der Winkel, unter dem man einen Gegenstand wahrnimmt, vergrößert wird und damit mehr Details sichtbar werden.

Aufbau und Wirkungsweise eines astronomischen Fernrohrs

Astronomische Fernrohre werden auch als keplersche Fernrohre bezeichnet, weil ihr Aufbau auf den berühmten Astronomen JOHANNES KEPLER (1571-1630) zurückgeht.

Den Aufbau und den Strahlenverlauf bei einem solchen astronomischen Fernrohr zeigt Bild 2. Ein astronomisches Fernrohr besteht aus einem dem Gegenstand (Sternen, Planeten, Kometen) zugewandten Objektiv und einem Okular, durch das das Bild des Gegenstandes betrachtet wird. Bei einem keplerschen Fernrohr bestehen Objektiv und Okular aus Linsensystemen, die insgesamt wie Sammellinsen wirken.

Durch das Objektiv entsteht von einem weit entfernten Gegenstand ein Bild, das man auch als Zwischenbild bezeichnet. Es ist ein verkleinertes, umgekehrtes, seitenvertauschtes und reelles Zwischenbild.
Das Okular ist so angeordnet, dass sich dieses Zwischenbild innerhalb der einfachen Brennweite des Objektivs befindet. Das Objektiv wirkt somit wie eine Lupe und erzeugt von dem Zwischenbild ein vergrößertes, aufrechtes, seitenrichtiges und virtuelles Bild.

Damit sieht man in einem astronomischen (keplerschen) Fernrohr insgesamt ein verkleinertes, umgekehrtes, seitenvertauschtes und virtuelles Bild des Gegenstandes.
Dass das Bild umgekehrt und seitenvertauscht ist, spielt für astronomische Beobachtungen keine Rolle. Man muss das aber beachten, wenn man z. B. mit einem solchen Fernrohr bestimmte Stellen der Mondoberfläche betrachten will. Für irdische Beobachtungen ist ein solches Fernrohr wegen des umgekehrten und seitenvertauschten Bildes nicht geeignet.

Aufbau und Wirkungsweise eines Fernglases

Ferngläser für die Beobachtung von Gegenständen unserer Umgebung werden auch als Feldstecher bezeichnet. Sie bestehen wie ein astronomisches Fernrohr aus Objektiv und Okular und sind in der Regel für das Sehen mit beiden Augen ausgelegt.
Im Unterschied zum astronomischen Fernrohr soll aber beim Fernglas ein aufrechtes Bild entstehen. Das kann man in unterschiedlicher Weise erreichen:

• In das Fernglas wird ein Umkehrprisma eingebaut, durch welches das Bild umgekehrt wird. Damit sieht man ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild der Gegenstände. Solche Ferngläser bezeichnet man auch als Prismenfeldstecher.
• In das Fernglas wird zwischen Objektiv und Okular eine zusätzliche Linse eingebaut. Diese Linse wirkt als Umkehrlinse, sorgt also dafür, dass aus dem umgekehrten und seitenvertauschten Bild ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild wird.
• Als Okular wird eine Zerstreuungslinse genutzt. Ein solches Fernglas bezeichnet man als holländisches oder als galileisches Fernglas. Wegen ihrer kurzen Baulänge werden solche Ferngläser als Theatergläser genutzt.

Vergrößerung von Fernrohren und Ferngläsern

Mithilfe von Fernrohren oder Ferngläsern wollen wir weit entfernte Gegenstände deutlicher sehen. Entscheidend dafür ist nicht die Größe des Bildes, sondern die Größe des Winkels, unter dem wir den Gegenstand ohne Fernrohr und das Bild mit Fernrohr sehen (Bild 4). Dieser Winkel wird Sehwinkel genannt. Obwohl das Bild eines Gegenstandes bei einem Fernrohr kleiner als der Gegenstand ist, sehen wir es unter einem größeren Sehwinkel. Damit können wir mehr Details erkennen als ohne Fernrohr.

Die Vergrößerung von Ferngläsern beträgt meist zwischen 6 und 20. Es gibt auch Ferngläser, bei denen man eine unterschiedliche Vergrößerung einstellen kann.

Auf Ferngläsern findet man meist Angaben wie z. B.
8 x 30 (siehe Bild 3) oder 12 x 60. Das bedeutet: Das Fernglas hat eine 8fache bzw. eine 12fache Vergrößerung. Der Durchmesser des Objektivs beträgt 30 mm bzw. 60 mm.