Warum sind Cassegrain-Teleskope kürzer als Newton-Spiegelteleskope?

Grundsätzlich hat das Licht nach dem Auftreffen auf den Sekundärspiegel in einem Cassegrain einen längeren Weg zurückzulegen als in einem Newton-Teleskop.

Bei einem Newton-Teleskop (oberes Bild) trifft das Licht auf den Hauptspiegel und geht einmal durch den Teleskoptubus. In einem Cassegrain-Teleskop (unteres Bild) trifft das Licht auf den Hauptspiegel und durchläuft die Röhre zweimal über die gesamte Länge.

Die Brennweite eines Teleskops ist der Abstand zwischen dem Hauptspiegel des Teleskops und dem Punkt, an dem die Lichtstrahlen fokussiert zusammentreffen. So weit muss das Licht nach dem Auftreffen auf den Hauptspiegel gehen, bevor es das Okular erreicht.

Da das Licht in einem Cassegrain-Teleskop eine längere Strecke zurücklegt als in einem Newton-Teleskop gleicher Länge, kann die Brennweite des Primärspiegels länger gemacht werden. Umgekehrt ist das Cassegrain bei zwei Teleskopen mit gleicher Brennweite kürzer als das Newton-Teleskop.

Sie können sich vorstellen, dass das Cassegrain-Teleskop die Brennweite in zwei Teile faltet, während das Newton-Teleskop die Brennweite flach ausdehnt.

In diesem Bild hat das Licht im unteren Teleskop (Cassegrain) einen längeren Weg als im oberen Teleskop (Newton). Obwohl sie die gleiche Größe haben, hat das untere Teleskop eine längere Brennweite.

Dies würde den Anschein erwecken, dass ein Cassegrain eine Brennweite haben kann, die doppelt so lang ist wie die Röhre, während ein Newton eine Brennweite haben kann, die ungefähr so ​​lang ist wie die Röhre. Tatsächlich hat Cassegrain einen zusätzlichen Trick im Ärmel, um die Brennweite zu erhöhen, und kann eine Brennweite haben, die der fünffachen Länge der Röhre entspricht.

Der Sekundärspiegel eines Cassegrain-Teleskops ist konvex und hat seine eigene Brennweite. Die effektive Brennweite des Primärspiegels + des Sekundärspiegels kann somit länger gemacht werden als die des Primärspiegels allein.

Die Brennweite ist nicht wirklich die Entfernung, die das Licht vom Objektiv zurücklegt. Die Brennweite ist der Durchmesser der Öffnung dividiert durch den Tangens des Winkels, in dem Lichtstrahlen vom Rand des Objektivs im Brennpunkt des Teleskops zusammenlaufen. Der gekrümmte Sekundärspiegel eines Cassegrain-Teleskops verringert diesen Winkel und erhöht somit die effektive Brennweite.