Okulare

Okulare sind wichtige Bestandteile eines Beobachtungsinstruments. Denn hauptsächlich erlangt man darüber erst die eigentliche Vergrößerung des Sternenhimmels, oder den Himmelteil, den man mit seinem Teleskop einfangen kann. Doch mit dem Okular tauchen auch Begriffe auf, wie Brennweite oder Gesichtsfeld, womit ich vorher nichts anfangen konnte. Deshalb habe ich hier einmal die wichtigsten Dinge zusammengefasst, die man über Okulare wissen sollte.




Vergrößerung
Blickt man durch den Okularauszug am Teleskop ohne Okular, kann man oft auch schon eine minimale Vergrößerung feststellen. Das liegt z. B. beim Newton Teleskop daran, dass der Himmel, der durch die Teleskopöffnung fällt, mit Hilfe des Hauptspiegels an einer gewissen Stelle gebündelt wird. Nämlich genau auf dem Fangspiegel, der dann durch seine schräge Position das gebündelte Bild in den Okularauszug wirft.
Mit Hilfe eines Okulars kann dann dieses gebündelte Bild weiter vergrößert werden. Ein Okular ist also nichts anderes, als eine Lupe.
Den Vergrößerungsfaktor eines Okulars in einem Teleskop kann man mit folgender Faustformel berechnen:

Vergrößerungsfaktor = Teleskopbrennweite / Okularbrennweite
v = fob / fok

Bei meinem Teleskop mit dem mitgelieferten Okular wäre das also:
v = 1.000mm / 28mm
v = 35x





Öffnungsverhältnis
Das Öffnungsverhältnis gibt Aufschluss über die Lichtstärke eines Teleskops und hat erstmal nichts mit dem Okular zu tun. Sie beschreibt das Verhältnis zwischen der Brennweite des Teleskops und des Öffnungsdurchmessers und wird in unterschiedlichen Schreibweisen angegeben. Ich bevorzuge die Schreibweise f/x (wobei x die Verhältnisangabe ist).
Die Formel lautet also:

Öffnungsverhältnis = Teleskopbrennweite / Öffnungsdurchmesser
öv = fob / D

Bei meinem Teleskop also:
öv = 1.000mm / 200mm
öv = 5
öv = f/5

Ein Beispiel:
Geht man davon aus, man hat ein Teleskop mit einer Lichstärke von f/5. Das Verhältnis könnte also 1.000:200 oder aber auch 500:100 oder andere sein. Das Öffnungsverhältnis bleibt immer gleich.
Ein Teleskop mit der Lichtstärke von f/10 (1000:100, 500:50...) ist also viel schmaler (bei gleicher Brennweite) und kann somit auch weniger Licht auf den Fangspiegel bringen. Das Bild erscheint dunkler. Das Gesichtsfeld ist schmaler, aber dafür viel schärfer.
Man kann also sagen: je größer das Öffnungsverhältnis, desto dunkler und schärfer das Bild. Je kleiner das Öffnungsverhältnis, desto heller und schwammiger das Bild. Man benötigt also bei niedrigeren Lichtstärken leistungsfähigere Okulare.

Minimal sinnvolle Vergrößerung
Da das menschliche Auge quasi einen Vergrößerungsfaktor von 1x hat, ist es sinnlos Geld für Okulare auszugeben, die zusammen mit dem Teleskop ungefähr diese Vergrößerung erreichen. Auch andere minimale Vergrößerungen sind eher sinnlos, weil man die mit jedem Feldstecher leicht erreicht. Es gibt eine Faustformel, die sich an der Öffnung der menschlichen Pupille (7mm bei dunkler Umgebung) orientiert und mit der man eine minimale sinnvolle Vergrößerung für sein Teleskop errechnen kann:

min. sinnv. Vergrößerung = Öffnungsdurchmesser / Pupillendurchmesser
vmin = D / 7mm

Bei meinem Teleskop also:
vmin = 200mm / 7mm
vmin = 28x

Maximal sinnvolle Vergrößerung
Irgendwann gelangt auch das beste Teleskop an seine Grenzen, was die Vergrößerung angeht. Da die Atmosphäre in vielen Nächten sowieso kaum Beobachtungen mit großartigen Vergrößerungen zulässt sollte man sich an die folgende Faustformel halten, wenn man Okulare für sein Teleskop kauft:

max. sinnv. Vergrößerung = Öffnungsdurchmesser * 2
vmax = D * 2

Bei meinem Teleskop also:
vmax = 200mm * 2
vmax = 400x


Für mein Teleskop wäre also ein Vergrößerungsintervall von 28x bis 400x sinnvoll. Das bedeutet ich kann Okulare mit folgenden Brennweiten kaufen:

Vergrößerungsformel: v = fob / fok
umgestellt nach fok: fok = fob / v

fok = fob / vmin
fok min = 1.000 / 28x
fok min = 35mm

fok = fob / vmax
fok max = 1.000 / 400x
fok max = 2,5mm


Gesichtsfeld
Das Gesichtsfeld eines Okulars ist der Lichtwinkel, den es maximal einfangen kann. Doch kann man nicht davon ausgehen, dass das Gesichtsfeld des Okulars auch tatsächlich das Gesichtsfeld ist, das man hat, wenn man damit durch ein Teleskop schaut.  Das tatsächliche Gesichtsfeld errechnet sich mit Hilfe der Vergrößerung, die man durch Teleskop und Okular erreicht und dem (scheinbaren) Gesichtsfeld, das dem Okular angegeben wird.

Wahres Gesichtsfeld = scheinbares Gesichtsfeld / Vergrößerung
Wahres Gesichtsfeld = scheinbares Gesichtsfeld / Teleskopbrennweite / Okularbrennweite
WG = SG / fob / fok

Bei meinem Teleskop und (28mm) Okular also:
WG = 52° / 1.000mm / 28mm
WG = 52° / 35
WG = 1,49°

1,49° sind etwas weniger als 90' (Bogenminuten). Zum Vergleich: Der Mond hat am Himmel ungefähr 30 Bogenminuten inne.