Ferngläser

Ferngläser

Das Funktionsprinzip

Fernrohre sind optische Instrumente, die den Winkel, unter dem ein Objekt gesehen wird, vergrößern. Dadurch erscheint das Objekt größer bzw. näher.

Ein Fernrohr besteht im einfachsten Fall aus zwei Linsen, dem Objektiv (dem Objekt zugewandt) und dem Okular (dem Auge zugewandt). Dabei hat das Objektiv die größere Brennweite, und so läßt sich die Vergrößerung einfach als Quotient aus Objektiv- und Okularbrennweite berechnen. Der bildseitige Brennpunkt des Objektivs und der dingseitige Brennpunkt des Okulars fallen (bei der Einstellung auf weit entfernte Objekte) zusammen. Um das Fernglas auf geringere Entfernungen einzustellen, muß man den Linsenabstand vergrößern.

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Bauformen:

• Das Keplersche Fernrohr besteht aus zwei Linsen mit sammelnder Wirkung. Es erzeugt ein seitenverkehrtes Bild, was allerdings bei der Verwendung als astronomisches Fernrohr nicht von Belang ist. Um ein aufrechtes Bild zu erhalten, ist ein Bildumkehrsystem notwendig, das entweder aus (mindestens) einer weiteren Linse oder aus einem Prismensystem bestehen kann.
• Das Galileische Fernrohr besteht aus einer Linse mit sammelnder Wirkung (Objektiv) und einer Linse mit zerstreuender Wirkung (Okular). Es erzeugt ohne weitere konstruktive Maßnahmen ein aufrechtes Bild. Allerdings sind die optischen Verhältnisse eher ungünstig, da es bei höheren Vergrößerungen zu starken Gesichtsfeldeinschränkungen kommt. Daher finden Galilei-Konstruktionen mit Vergrößerungen von ca. 2-3-fach heute eigentlich nur noch in Operngläsern oder aber in Fernrohrlupensystemen, die in speziellen Trägersystemen wie eine Brille direkt vor den Augen getragen werden, Verwendung.

Die Leistung eines Fernglases läßt sich aus der Beschriftung ablesen, z.B. 8x30, 10x25, 20x60 usw. Dabei gibt die erste Zahl die Vergrößerung an, während die zweite den Durchmesser der Eintrittspupille, also i.a. den Durchmesser des Objektivs, beschreibt. Je höher das Produkt aus beiden ist, desto höher ist die Dämmerungszahl, die wiederum Aufschluß über die Leistung des Glases bei ungünstigen Lichtverhältnissen bringt.

Ferngläser

Die optische Leistung richtig eingeschätzt

Wichtigstes Kriterium bei der Auswahl eines Fernglases ist zunächst die Vergrößerung. Dazu sollte man folgende Aspekte berücksichtigen:

• Wie groß sind die Objekte, die beobachtet werden sollen? (Soll das Glas für einen Ornithologen oder für einen Großwildjäger geeignet sein?)
• Wie nah dürfen die Objekte kommen? (Sollen Nachbars Hauskatze oder das Rudel hungriger Löwen unter Kontrolle gehalten werden?)
• Wie ruhig kann das Glas gehalten werden? (Ist der Untergrund ein schwankendes Schiff, ein Berg oder (=Idealfall!) gar ein Berg mit Stativ?)

Ein zweites Merkmal, das die Leistung eines Fernglases beeinflußt, ist die Dämmerungszahl. Sie berechnet sich aus der Vergrößerung und dem Durchmesser der Eintrittspupille (i.a. der Durchmesser des Objektivs) eines Fernglases, und zwar ist sie die Quadratwurzel aus dem Produkt der beiden Größen.

Je höher also die Vergrößerung und je größer der Objektivdurchmesser, desto höher ist die Dämmerungszahl.

Allerdings ist mit der Maximierung dieser beiden Werte nicht unbedingt eine tatsächliche Leistungssteigerung des Glases verbunden. Denn mit einer höheren Vergrößerung wird auch automatisch das Zittern der Hand (bei Freihandbeobachtung) verstärkt, so daß die Dinge zwar größer erscheinen, trotzdem aber nicht automatisch auch mehr Details erkannt werden können.

Eine weitere wichtige Größe ist der Durchmesser der Austrittspupille. Die Austrittspupille ist die kleinste Einschnürung im Lichbündel, das das Fernglas durch das Okular in Richtung Auge verläßt. Im Idealfall liegt diese Einschnürung am gleichen Ort wie die Pupille des Beobachterauges, so daß die gesamte Lichtmenge, die das Fernglas verläßt, auch tatsächlich im Auge ankommt. Der Durchmesser der Austrittspupille ist der Quotient aus Eintrittspupille und Vergrößerung. Hier wird der Unterschied deutlich: Nehmen wir an, die beiden Gläser werden bei Sonnenschein benutzt. Die Pupille des Auges ist aufgrund der großen Helligkeit sehr klein, z.B. 2,0 mm im Durchmesser. Bei keinem der beiden Gläser wird die aus dem Fernglas austretende Lichtmenge voll genutzt, da der "Lichteingang" des Auges kleiner ist als der entsprechende "Ausgang" des Fernglases. Und bei einer gleichen Vergrößerung von 10x ist kein Unterschied feststellbar.

Anders die Situation in der Dämmerung: Hier ist die Pupille des Auges weiter geöffnet, sagen wir genau 4,0 mm. Jetzt passt die Austrittspupille von Fernglas 2 optimal zu der Pupille des Auges, es wird kein Licht verschenkt. Bei Fernglas 1 hingegen könnte noch mehr Licht in das Auge hinein, leider liefert das Fernglas aufgrund seiner kleinen Austrittspupille nicht mehr Licht. In dieser Situation ist somit Fernglas 2 deutlich überlegen.

Aus diesen Gründen sollte man Man sollte gut überlegen, in welchen Situationen man das Fernglas wirklich benutzen möchte. Wird es ohnehin nur tagsüber (z.B. bei Ausflügen, Wanderungen) genutzt, ist eine hohe Dämmerungszahl sinnlos. Gleiches gilt, wenn die Pupille des Benutzerauges aus natürlichen Gründen (z.B. aufgrund des fortgeschrittenen Alters) nicht mehr in der Lage ist, sich weiter zu öffnen.

Wichtig sind also die Einsatzbedingungen:

• Steht ein Stativ zur Verfügung, so daß eine höhere Vergrößerung wirklich auch ausgenutzt werden kann?
• Kann ein "stärkeres" Glas mit seinem höheren Gewicht problemlos gehalten werden, oder wird die höhere Vergrößerung durch dann verstärktesZittern wieder zunichte gemacht?
• Wird das Glas wirklich auch in der Dämmerung benutzt, oder soll es ohnehin nur tagsüber gebraucht werden?
• Wie hoch ist das Gewicht? Soll des Fernglas über längere Zeit getragen werden oder liegt es nur zuhause auf der Fensterbank?
• Wie groß darf das Glas sein? Soll es als ständiger Begleiter in der Hemdtasche verschwinden können oder darf es auch im eigenen Transportkoffer zu seinem Einsatzort gefahren werden?

In vielen Fällen ist es durchaus sinnvoll, nicht nur auf die Vergrößerung, sondern auch auf die Verarbeitung des Fernglases zu schauen:

• Ist das Gehäuse staub- und wasserdicht?
• Hat es eine Gummiarmierung als Schutz gegen Beschädigung?
• Liegt das Glas angenehm in der Hand?
• Ist das Bild bis zum Rand des Gesichtsfeldes hin klar, deutlich, verzerrungsfrei undgleichmäßig hell?
• Sind die Okularmuscheln umklappbar, damit man auch als Brillenträger (und wenn es nur die Sonnenbrille beim Segeln oder Wandern ist) das Fernglas benutzen kann?