Objectief

Uit Astrowiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Het objectief is het deel van de kijker dat het licht vangt. Bij een lenzenkijker is dat dus de voorste lens, en bij de spiegelkijker de hoofdspiegel. Een groter objectief betekent meer lichtvangst, waardoor er meer vergroot kan worden en de objecten helderder zijn.

De meest belangrijke kenmerk van een objectief is de opening, nl. de diameter van het objectief.

Maximale vergroting[bewerken]

Elke telescoop kent een maximale vergroting. Deze wordt door verschillende factoren bepaald:

Scheidend vermogen[bewerken]

Voor de maximale vergroting van een objectief geldt in het algemeen dat deze 2x zo hoog is als de diameter van het objectief in milimeters. De maximale vergroting van een telescoop met een objectiefdiameter van 200mm is dus 400x. Boven deze maximale vergroting word het beeld wel groter, maar worden er niet meer details zichtbaar. Maar de details worden natuurlijk ook gewoon groter, wat er voor kan zorgen dat het beeld beter lijkt. Onze ogen hebben een scheidend vermogen van ongeveer 1/60e graad. Dit is te vergelijken met 10-12 letters op een vingernagel op armlengte afstand. De maan is 30/60e graad, wat dus wil zeggen dat we met wat moeite met het blote oog best wat details op de maan moeten kunnen zien. Een telescoop maakt deze details groter waardoor een groter deel van ons oog voorzien wordt van informatie, en niet alleen dat kleine deel van ons hele blikveld dat we met ons blote oog zien als we naar de maan kijken.

Contrast[bewerken]

De 2x objectiefdiameter limiet is echter bij kleine kijkers wat te ruim. Dit komt doordat bij elke verdubbeling van de vergroting het beeld 4x zo lichtzwak wordt. Bij een heel helder object als de volle maan of een felle ster is dat niet zo'n probleem, maar zelfs op een planeet als jupiter is het contrast boven de 200x vergroting al niet geweldig meer in een 13cm telescoop en hetzelfde geldt voor saturnus bij 250x vergroting in een 15cm telescoop. De telescoop vangt simpelweg niet genoeg licht om niet te lijden onder de kwadraatregel. Dus ondanks dat de telescoop in staat is om de details wel correct weer te geven, worden deze details soms te lichtzwak om nog door ons oog goed waargenomen te worden, waardoor extra vergroten onzinnig wordt.

Een 13 cm telescoop vangt ruwweg 300x zoveel licht als het menselijk oog bij een vergroting van 1x. Een 30cm telescoop doet daar nog een schepje boven op en vangt 1600x(!) zo veel licht als het menselijk oog. Gaan we nu vergroten dan blijft er bij 60x vergroting bij de 13cm telescoop een beeld over dat 300 / (60 * 60) = 0.08x zo helder is als het origineel bij 1x vergroting. In de 30 cm kijker houden we een beeld over dat 0.44x de intensiteit heeft van het origineel. Een flink verschil dus, helemaal als je beseft dat onze ogen niet lineair reageren op een toename in lichtintensiteit. Schrik overigens niet van de kleine getallen, want ondanks deze lage getallen kun je zelfs bij deze lage intensiteiten nog genoeg details zien.

Lichtvervuiling[bewerken]

In het verlengde van contrast ligt lichtvervuiling. Lichtzwakke objecten zoals zwakke uitgestrekte nevels, de grotere planetaire nevels en zwakke bolhopen lijden in meer of mindere mate onder lichtvervuiling. Ons brein is gefocust op het herkennen van contrasten en bepaalt zo grenzen tussen objecten. Om een zwak object te herkennen is een bepaalde minimumwaarde voor het contrast nodig. Op een heldere lichtvervuilde achtergrond wordt het herkennen van eerdergenoemde objecten door het lage contrast lastig. Als er dan ook nog vergroot wordt neemt de helderheid van het lichtzwakke object verder af en hoewel de achtergrondhelderheid ook afneemt door de vergroting blijft het contrast laag. Op een bepaald moment zal het object door vergroten dusdanig zwak zijn dat het niet meer als zodanig te herkennen is. Onder een goed donkere hemel waar het contrast bij elke vergroting om te beginnen al hoger is, zul je het object daarom langer(met een hogere vergroting) nog kunnen zien. Voor stervormige objecten zoals dubbelsterren of open sterrenhopen is de maximale vergroting niet beperkt door de helderheid van de hemelachtergrond. De sterren blijven bij elke vergroting puntvormig en daardoor wordt bij hogere vergroting het contrast tussen sterren en hemelachtergrond duidelijker zichtbaar.

Atmosfeer[bewerken]

Onze aarde wordt omgeven door een atmosfeer. Aan deze atmosfeer danken we het feit dat we hier nog altijd zijn, maar voor een astronoom is deze atmosfeer meestal een doorn in het oog. Niet alleen bevat de atmosfeer vocht, waardoor licht verspreid wordt en gebogen (denk aan een regenboog), ook zijn er altijd temperatuurverschillen aanwezig in deze luchtlagen. In de zomer is dit goed te zien boven een warm wegdek, de lucht trilt dan aanzienlijk en als we door die luchttrilling kijken zien we dat de objecten die erachter liggen net zo hard meetrillen. Normaal gesproken zie je deze luchttrilling niet goed omdat hij heel klein is, maar zodra je met een telescoop gaat vergroten, vergroot je die luchttrilling net zo hard. Een klein trillinkje kan bij 200x vergroting ineens een hele forse trilling worden. Het hangt dus heel vaak van de atmosfeer af hoeveel je kunt vergroten en helaas is de atmosfeer in Nederland dusdanig turbulent dat in een jaar tijd de goede avonden waarbij de atmosfeer niet de beperkende factor is op 1 hand te tellen zijn. Het is wel leuk om 400x te vergroten, maar als door luchttrilling slechts 1 op de 20 seconden een scherp beeldje te zien is, dan is het plezier er gauw vanaf.

De buiging van licht en trilling van licht is ook terug te zien als je met het blote oog 's avonds naar een felle ster kijkt. Flikkert de ster veel, dan is er veel luchttrilling. Ook kun je vaak kleuren waarnemen. Dit valt het meeste op bij Sirius, de helderste ster die we kunnen zien. Deze lijkt vaker fel wit, en dan kort blauw of rood of gelig. Als je ziet dat de sterren veel flikkeren, dan heeft het buiten zetten van de telescoop alleen zin als je die avond geen hele hoge vergrotingen wilt gaan gebruiken.

Praktische vergroting[bewerken]

In de praktijk is het zelfs ook helemaal niet nodig om zoveel te vergroten. Veel objecten zijn prima te bekijken bij 60-100x vergroting. Sommige kleinere objecten kunnen wat meer vergroting gebruiken, maar hoeven ook niet meer dan 200x vergroot te worden. Planeten kun je inderdaad nooit genoeg vergroten, maar daarvoor is wel een bijpassende kijker nodig maar dan blijf je toch altijd zitten met de limiet van de atmosfeer. Om deze redenen is een kijker die puur wordt aangeprezen met de vergroting onzinnig, helemaal als deze vergroting boven de 300x ligt. Dan is de advertentie sowieso niet gemaakt door iemand uit de praktijk. Het is dan een beetje alsof iemand een Ferrari wil verkopen terwijl hij weet dat 99% van de wegen open liggen voor werkzaamheden en er maar 30 gereden mag worden.

Minimale vergroting[bewerken]

Misschien niet zo voor de hand liggend, maar een telescoop heeft ook een minimale vergroting. Bij een hele lage vergroting wordt de lichtbundel die aan de gebruikerskant van de telescoop in het oog terecht komt zo groot dat deze groter wordt dan de maximale pupilgrootte van mensen (+/- 7 à 8mm). In dat geval valt licht dat door de telescoop wordt verzameld buiten de pupil, waardoor een deel van het licht 'verspild' wordt. Bij een refractor is dit niet zo belangrijk. De helderheid van het beeld is altijd maximaal omdat er nu eenmaal niet méér licht je oog in kan vallen.

Bij een reflector wordt de schaduw van de secundaire spiegel binnen de 8mm brede bundel van licht die in het oog kan vallen verhoudingsgewijs echter steeds groter naarmate de uittredepupil verder boven de 8mm grootte komt. De verhouding van de totale bundel blijft hetzelfde, maar door de maximale grootte van de pupil wordt de verhouding tot de pupil steeds groter. Het is bij een reflector dus noodzaak geen oculairen te gebruiken die niet een veel grotere uittredepupil opleveren dan 7 à 8mm. Dit kan berekend worden door de diameter van het object te delen door de vergroting die het oculair geeft, of door de brandpuntsafstand van het oculair (bijvoorbeeld '32mm') te delen door het f/getal (bijvoorbeeld f/5).

Bijvoorbeeld: Een telescoop met 1500mm brandpunt en 305mm objectief geeft bij een 40mm oculair een vergroting van 37.5x. Deel je 305 door de 37.5 = 8.1mm. Dit is dus al eigenlijk net wat te groot.

Bij een telescoop met F-waarde 5 is het oculair met de langste mogelijke brandpuntafstand dus 8(maximale opening pupil in mm) x (F)5 = 40mm.

Als de uittredepupil te groot wordt kan men nog steeds observeren maar met een breedhoekoculair dat minder vergroot en toch hetzelfde beeldveld toont zal men dan altijd meer zien.