Wie funktioniert ein Fernglas?

Das Fernglas ist ein Sichtgerät, das in der Hand getragen werden kann und meist in binokularer Ausführung verkauft wird. Es erlaubt einen Gegenstand mit beiden Augen zu betrachten. Das weiß jeder.

Doch wie funktioniert ein Fernglas eigentlich wirklich? Warum kann man entfernte Objekte ganz nah und auch noch vergrößert sehen?

Die Funktion und die Bestandteile beim Fernglas

Schnitt-Darstellung durch ein Fernglas mit Objektiv, Porro-Prisma und Okular

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Wird ein Gegenstand durch das Fernrohr betrachtet, reflektiert er Lichtstrahlen, die auf das Objektiv des Fernglases treffen. Das Licht fällt durch das Objektiv auf ein Prisma, wo es reguliert wird und geht durch das Okular ins menschliche Auge. Es sind diese drei Bestandteile Objektiv, Prismensystem und Okular, die die Funktionsfähigkeit bestimmen und das Fernglas zum allgemein nutzbaren Sichtgerät machen.

Schauen wir uns nun mal die einzelnen Baugruppen genauer an.

Das Objektiv

Das Objektiv ist eine Linse, die sich dem Gegenstand zuwendet, und durch die das Licht einfällt. Es gibt maximal fünf Stück in einem Fernglas. Das Bild, das durch das Zusammenspiel von Licht und Linse entsteht, wird auf einer Zwischenebene erzeugt, ist spiegelverkehrt und steht auf dem Kopf. Das muss berichtigt werden.

Die Prismen – Porro-Prisma oder Dachkant-Prisma

Die Berichtigung des spiegelverkehrten, kopfstehenden Bildes geschieht im Prismensystem. Bei einem Prisma handelt es sich um einen Glaskörper, der Licht durch eine Anzahl von reflektierenden Flächen umlenkt. Im Fernglas sind die Prismen so angeordnet, dass ein Bild, das höhen- und seitenverkehrt ist, aufgerichtet und gespiegelt wird. Es werden die folgenden Arten von Prismen eingesetzt:

Porro-Prisma

Die Prismen werden rechtwinklig zueinander gestellt und lenken das Licht öfters um. Im ersten Schritt wendet sich das Bild von links nach rechts und im zweiten Schritt von oben nach unten.

Eine Veränderung der Bildergröße findet nicht statt. Die Herstellung der Porro-Prismen ist einfach. Ihr Vorteil liegt in der Platzersparnis und den niedrigen Herstellungskosten.

Porro-Prismen finden sich vor allem in Ferngläsern, die kurz und breit gebaut sind.

Dachkant-Prisma

Die Oberflächen des Prisma, die das Licht reflektieren, sind ähnlich einem Hausdach geschliffen. Es werden in der Regel zwei Prismen eingesetzt, wobei eines die Dachkantenform besitzt. Die Reflektionsflächen sind metallisch verspiegelt.

Die Lichtumlenkung erfolgt in der gleichen Weise wie beim Porro-Prisma. Das Prisma ist in der Herstellung teurer und findet sich daher in Ferngläsern, die im Vergleich zum Porro-Prisma höherpreisig sind.

Die Okulare

Das Okular funktioniert wie eine Lupe. Es besteht aus bis zu maximal sechs Linsen. Der Mensch sieht durch das Okular und sieht das Bild, das durch den Einsatz der Prismen aufgerichtet wurde. Scharf gestellte Okulare bewirken, dass das Licht genau parallel durch das Okular läuft.

Benutzt ein Brillenträger ein Fernglas, so sollte er ein spezielles Okular nutzen, um einen größeren Abstand zur Austrittspupille zu haben.

Das digitale Fernglas

Neben den oben genannten Bestandteilen befinden sich im digitalen Fernglas zwei Sensoren, die das Bild des betrachteten Gegenstand in elektrische Impulse umwandeln. Nach der Bildverarbeitung erfolgt die Wiedergabe auf zwei elektronischen Suchern, somit fällt die Verbindung zwischen Auge und betrachteter Gegenstand weg.

Zum Betrieb braucht es elektrische Energie, die durch einen Akkumulator bereitgestellt wird. Aufgerüstet können digitale Ferngläser mit Bildstabilisatoren und digitalen Foto- und Filmfunktionen werden.

Wichtige Kennzahlen der optischen Bauteile

Zahlenangaben bei Ferngläsern

Die Kennzahlen werden in der Schreibweise „Zahl x Zahl“ angegeben. Die erste Zahl, die vor dem x steht, ist die Vergrößerungszahl oder der Vergrößerungsfaktor.

Zumeist wird ein Faktor von 8 oder 10 genutzt, das heißt, dass es sich um eine achtfache oder 10fache Vergrößerung handelt.

Die Zahl hinter dem x ist der Objektivdurchmesser in mm. Ein hoher Wert sagt aus, dass das Fernglas viel Licht aufnehmen kann und bei schlechten Lichtverhältnissen, etwa während der Dämmerung, gute und klare Bilder zeigen kann.