Einführung – Allgemeines

Bis weit ins 20. Jahrhundert konnte nur die elektromagnetische Strahlung nachgewiesen werden – in einem sehr engen Spektrum – dem sichtbaren Licht.

Als „Instrument“ diente zuerst das menschliche Auge und dann – zu Beginn des 17. Jahrhunderts – das Fernrohr (Teleskop).

Name und Synonyme: Fernrohr oder Teleskop:(fern – sehen)

Analyse der elektromagnetischen Strahlung: Teleskop – Analysator – Detektor – Signalverarbeitung – Datenspeicherung.

Mensch: Fernrohr – Analysegeräte – Auge – Gehirn – Gedächtnis.

Jedes astronomische Instrument ist eine Vereinigung von Baugruppen, die diese Funktion wahrnehmen, wobei in unterschiedlichen Spektralbereichen im allgemeinen unterschiedliche Komponenten verwendet werden.

Objektiv – Zwischenglieder – Empfänger

Die Aufgabe der astronomischen Beobachtungsinstrumente ist es, durch lichtsammelnde Flächen und bessere Bündelung die Beleuchtungsstärke auf der Fläche des Auges oder eines Nachweisgerätes zu erhöhen. Damit einher geht die Forderung nach verbesserter Winkelauflösung, nach großem Blickfeld, hoher Lichtstärke und anderem mehr. Es gibt kein Universal-Instrument, das alle Forderungen gleichzeitig erfüllen kann. So werden die Beobachtungsinstrumente auf ihren Einsatzzweck hin optimiert und tragen oft die Bezeichnung ihrer Bau- bzw. Beobachtungsart.

Eine andere Klassifizierungsart bezieht sich auf die Art und Weise, in der die optische Abbildung zustande kommt:

– Dioptrische Systeme – Lichtbrechung (Refraktion) – Linsen

– Katoptrische Systeme – Lichtspiegelung (Reflexion) – Spiegel

– Katadioptrische Systeme – Brechung und Spiegelung – Linsen und Spiegel

Namen: refringere – lat. – brechen; reflectere – lat. – zurückwenden

Überblick über die Vielzahl der Beobachtungsgeräte und Teleskopsysteme der optischen Astronomie. Dazu kann nicht allein die Beschreibung der Systeme gehören, sondern der Erörterung der unterschiedlichen Abbildungsfehler kommt gleichermaßen Bedeutung zu. Die möglichen Varianten der Teleskoptypen sind außerordentlich vielfältig. Die möglichen Leistungen, die sich mit dem jeweiligen Teleskop erzielen lassen.

Beschreibung von Zusatzinstrumenten.

Geschichte

Galileisches Fernrohr – 1609 – virtuelles aufrechtes Bild – Operngucker

Keplersches Fernrohr – 1611 – reelles Bild in der Brennfläche – Betrachtung mittels Okular

Achromatische Linsen -1758 – zwei verschiedene Linsen aus zwei verschiedenen Glasarten

Berechnung von Optiken

Gesetze der geometrischen Optik.

Charakteristischen Größen eines optischen Systems.

Es muß jedoch besonders betont werden, daß diese optischen Größen die Optik nur in einem schmalen Gebiet um die optische Achse, dem sogenannten paraaxialen Gebiet, charakterisieren. Nur dort erfolgt eine ideale, fehlerfreie Abbildung.

Ein wichtiges Charakteristikum einer Optik ist deren Brennweite f, die zur Bildfindung unabdingbar ist.

Eine Sammellinse (Konvexlinse) oder ein Sammelspiegel (Konkavspiegel) hat eine positive Brennweite. Eine Zerstreuungslinse (Konvexlinse) oder ein Zerstreuungsspiegel (Konvexspiegel) hat eine negative Brennweite.

Sog. Kardinalpunkte eines Systems.

Die Strahlenbegrenzung

Die Glieder eines optischen Systems (darunter fallen Linsen, Spiegel, Blenden, Prismen etc.) haben natürlich nur eine endliche Ausdehnung, sodaß die Querschnitte der hindurchtretenden Strahlenbündel begrenzt sind. Diese sind von großer Bedeutung für die Bildhelligkeit und Bildfeldgröße und können zur Korrektion einzelner Abbildungsfehler beitragen.

Der abbildende Strahlengang – durch die Kardinalpunkte repräsentiert.

Der beleuchtende Strahlengang – durch alle Arten von Blenden begrenzt.

Die Begrenzung der Strahlenbündel erfolgt stets durch zwei Blenden, die Aperturblende und die Gesichtsfeldblende. Mögliche Abschattungen (Vignettierungen) im optischen System zu erkennen.