Abbildungsfehler
Leider gibt es kein Teleskop und keine Optik ohne Fehler. Die wichtigsten Abbildungsfehler astronomischer Teleskope finden Sie hier.
Sphärische Abberration – Der Kugelfehler
Sphärische Aberration ist ein Abbildungsfehler, der sowohl bei Linsen als auch bei Spiegeln auftreten kann. Ein achsennaher Lichtstrahl wird dabei anders gebrochen bzw. reflektiert, als ein achsenferner Lichtstrahl. Daher treten für die verschiedenen Strahlen auch verschiedene Brennebenen bzw. -weiten auf. Im Fernrohr stellt sich dieser Abbildungsfehler als Unschärfe dar. Bei kurzen Brennweiten ist der Fehler auffallender als bei langen Brennweiten. Beseitigen kann man die sphärische Aberration durch eine asphärisch gekrümmte Linse oder durch einen parabolisch geformten Spiegel.
Interessanter Fakt: Als das Hubbleteleskop in den Weltraum geschossen wurde, stellte man fest, dass es eine sphärische Aberration aufwies, denn es lieferte unscharfe Bilder. Man musste dem Teleskop eine „Brille“ verpassen, um den Fehler zu korrigieren.
Chromatische Aberration – Der Farbfehler
Die chromatische Aberration ist ein Abbildungsfehler, der bei Linsenteleskopen also Refraktoren auftritt. Das Licht trifft auf die Linsenelemente und wird dabei gebrochen. Daran können Sie sich vielleicht noch dunkel aus dem Physikunterricht in der Schule erinnern. Erst durch dieses Lichtbrechen kann überhaupt ein Bild entstehen. Dabei wird blaues Licht stärker gebrochen als rotes. Das bedeutet, dass die verschiedenen Wellenlängen verschiedene Brennweiten aufweisen.
Wenn man sich das praktisch bei der Abbildung eines Objekts vorstellt, dann kann man sagen, dass sich das blaue Licht an einem anderen Ort als das rote Licht vereinigt. Durch diesen Umstand werden Bildunschärfen produziert. Doch nicht nur das, denn es tritt auch eine farbliche Vergrößerungsdifferenz auf. Im Klartext bedeutet dies, dass durch die verschiedenen Bildweiten auch verschieden große Bilder für die jeweiligen Farben entstehen. Das Ergebnis sind Farbsäume.
Die chromatische Aberration kann durch eine achromatische Optik korrigiert werden. Dazu setzt man hinter die bikonvexe Pluslinse eine Minuslinse mit stärkerer Dispersion (Farbzerstreuung). So heben sich teilweise die Farbfehler auf. Doch auch dann sind noch geringere Farbfehler auszumachen. Dieser Restfarbfehler wird als sekundäres Spektrum bezeichnet.
Auch dieses sekundäre Spektrum kann man korrigieren, in dem man noch eine zusätzliche Linse einfügt (normalerweise wieder eine Pluslinse). Bei Spiegelteleskopen tritt keine chromatische Aberration auf.
Koma – der Kometenfehler
Koma ist ein weiterer Bildfehler, der vor allem aufgrund schräg einfallender Lichtstrahlen abseits der optischen Achse auftritt. Koma entsteht oft durch die Überlagerung von sphärischer Aberration und Astigmatismus. Bei der Abbildung werden die Lichtbündel in asymmetrischen Figuren erzeugt. Daraus entstehen am Rand des Gesichtsfeldes Sterne mit kometenschweifartigen Verzerrungen. Diese wirken diffus und können nicht scharf gestellt werden.
Besonders auffallend ist Koma bei Teleskopen mit großem Öffnungsverhältnis wie 1:4 oder 1:5. Somit fällt der Fehler vor allem bei fotografisch lichtstarken Optiken auf. Mit einer langen Teleskopbrennweite und dem damit verbundenen kleineren Öffnungsverhältnis (z. B. 1:10) lässt sich der Fehler verringern. Wenn das Objektiv abgeblendet wird, kann dieser Fehler ebenfalls minimiert werden. Um trotzdem bei lichtstarken Optiken scharfe Bilder zu erreichen, kann man auch einen Komakorrektor einsetzen.
Astigmatismus – der Kreis der Unschärfe
Astigmatismus kann im Teleskop durch schräg einfallende Lichtbündel verursacht werden (Astigmatismus = schiefes Bündel). Er kann durch Verzerrungen am Spiegel auftreten. Oft entsteht er aber durch zwei verschiedene Krümmungen von Spiegeln oder Linsen, die unterschiedliche Brennweiten haben. Ein Strahlenbündel würde dann senkrecht zum anderen stehen. Im Beugungsscheibchen stellt sich der Astigmatismus als länglich verzogenes Gebilde da.
Bildfeldkrümmung – gewölbtes Feld
Die Bildfeldkrümmung hängt mit dem Astigmatismus zusammen.
Das Bild wird auf einer gewölbten Fläche erzeugt, dadurch kann man nie die Bildmitte und gleichzeitig den Bildrand scharf bekommen.
