Warum wirkt sich die Brennweite eines Teleskops auf die Vergrößerung aus?

Die Objektivlinse eines Teleskops bildet ein reales Bild des Nachthimmels ab, die Größe dieses Bildes ist proportional zur Brennweite der Objektivlinse. Der Grund dafür ist einfache Geometrie: Wenn zwei Sterne 1 Bogenminute voneinander entfernt sind und die Linse ein Bild von ihnen erzeugt, dann werden die Bilder der beiden Sterne umso weiter voneinander entfernt sein, je weiter das Bild von der Linse entfernt ist.

Das Okular vergrößert dann das Bild. Wenn Sie ein Objektiv zum Vergrößern verwenden, platzieren Sie das Objekt in (oder nahe) der Brennweite des Objektivs. Je kürzer die Brennweite des Okulars ist, desto näher kommt man an das Objekt heran und desto größer erscheint es. All dies ist eine umgangssprachliche Art zu sagen, dass die Vergrößerung eines Objektivs umgekehrt proportional zur Brennweite ist.

Im Fall eines Teleskops ist das vergrößerte "Objekt" das von der Objektivlinse erzeugte Bild. Zusammengefasst: Die scheinbare Größe des Bildes ist direkt proportional zur Brennweite des Objektivs und umgekehrt proportional zur Brennweite des Okulars, und die Proportionalitätskonstante ist 1 (stellen Sie sich vor, dass sowohl das Objektiv als auch das Okular gleiche Brennweite). So

Dies könnte ein nützlicher Punkt sein, um zu erwähnen, dass die Vergrößerung normalerweise die am wenigsten nützliche Funktion eines astronomischen Teleskops ist. Ihr Hauptzweck ist es, Licht zu sammeln.

Manchmal kann dies in der Astronomie schwierig sein, da Teleskope im Allgemeinen eine feste Blende und Brennweite haben und am Ende einfach ein Okular verwenden, um einen Unterschied zu machen.

Wenn Sie stattdessen in eine Kamera schauen, können Sie das Konzept ziemlich schnell erfassen. DSLR-Kameras haben austauschbare Objektive und viele Objektive enthalten nicht feste Brennweiten (Zoomobjektive). Wenn Sie also mit dem Objektiv zoomen, ändern Sie effektiv die Brennweite der Kamera, was dazu führt, dass ein Bild vergrößert und verkleinert wird. Wenn Sie sich schon eine Weile mit der Fotografie beschäftigen, stellen Sie wahrscheinlich auch fest, dass sich dies auch auf Ihre Beleuchtung auswirkt, da je größer Ihre Brennweite ist, desto weniger Gesamtlicht verwenden Sie tatsächlich. Hier ist ein ziemlich grobes (und vereinfachtes) Diagramm dessen, was passiert:

Die Pflanzengröße wird durch die Sensorgröße definiert. Licht, das sich über den Sensor hinaus ausbreitet, wird nicht erfasst. Durch Vergrößern des Bildbereichs wird der Teil innerhalb des Sensors kleiner, was zu einem beschnittenen Bild führt, das vergrößert erscheint.

Ein Teleskop funktioniert auf sehr ähnliche Weise, aber das Teleskop hat eine feste Brennweite und eine feste Blende. Da diese alle fest sind, ist das Teleskop im Allgemeinen so konstruiert, dass es das gesamte Licht nutzt, während eine Kamera auf DSLR-Niveau so gebaut wird, dass sie eine vielfältige Objektivauswahl ermöglicht, was zu viel Lichtverschwendung führt (Licht, das abgeschnitten wird, weil es den Sucher nicht erreicht, oder Sensor). Das Licht wird schließlich durch das Okular eingestellt. Da alles vor dem Okular mehr oder weniger fixiert ist, ist die Art des Okulars ein direkter Kompromiss zwischen Gesamtlicht und Bildgröße.

Es sollte wohl auch angemerkt werden, dass 'Mehr Abstand = Mehr Zoom' nicht überall in der Optik gilt. Mikroskope zum Beispiel neigen dazu, auf die entgegengesetzte Weise konstruiert zu sein.