Refractor

Van de klassieke refractietelescoop tot de apochromaat: Hier krijgt u een kort overzicht van alle belangrijke types.

Een lange dunne koker die naar de hemel wijst, met onderin het kijkgat. Zien telescopen er zo niet uit? Tja. Dat is hoe de meeste mensen zich telescopen voorstellen. Maar wat de telescoop nog meer kan, behalve er zo mooi uitzien, kunt u hier te weten komen.

Deze twee refractietelescopen bestaan er:

• De Galileïsche telescoop
• De Kepler telescoop

Beide systemen zijn eenvoudig opgebouwd. Het Galilei-systeem bestaat uit een convergerende lens aan de voorkant en een divergerende lens aan de achterkant. Deze systemen worden voornamelijk gebruikt in operakijkers. Aangezien de uittredepupil zich in de buis bevindt (d.w.z. vóór de divergerende lens), heeft deze slechts een klein gezichtsveld dat aan de rand diffuus is. Het is alleen bedoeld voor lage vergrotingen. Het voordeel is dat het een rechtopstaand beeld oplevert.

De Kepler-telescoop wordt ook wel een astronomische telescoop genoemd. Net als het Galileo-systeem heeft het een convergerende lens aan de voorkant. Het heeft echter ook een convergerende lens aan de achterkant. Het dient als oculair. De Kepler-telescoop produceert een omgekeerd beeld. Het produceert een tussenbeeld in het brandpunt. Het brandpunt van het oculair valt samen met het brandpunt van het objectief. Het oculair, hier de enige convergerende lens, geeft praktisch een vergrote afbeelding van het tussenbeeld.

De "normale" refractors die vooral in het verleden bestonden, hebben een uitgesproken nadeel: ze lijden aan kleurfouten die bekend staan als aberraties of chromatische aberratie. Dit betekent dat voor verschillende golflengten het licht in verschillende mate wordt gebroken. Blauw licht wordt bijvoorbeeld sterker door de lens gebroken dan rood licht.

Hierdoor ontstaan lelijke kleurzomen rond de objecten die u door een telescoop wilt waarnemen. Vooral als u daarna nog wat verder wilt vergroten, wordt dit effect versterkt. En dat niet alleen: het contrast van een refractor kan door deze kleurafwijkingen sterk verminderd worden.

Nu hebben ze een manier gevonden om dit effect te minimaliseren door een nieuwe telescoop te bouwen die een "achromaat" wordt genoemd. Een achromaat bestaat niet uit één, maar uit twee lenzen in het objectief, die meestal gemaakt zijn van kroon- en flintglas en qua werking een plus- en een minlens vertegenwoordigen. Deze lenzen zijn dus één keer convex (naar buiten) en één keer concaaf (naar binnen) gebogen.

De brekingsindex (dichtheid) en dispersie (spreiding) van de twee lenzen zijn verschillend. Dit neemt de meeste kleurafwijkingen al weg. Toch is er nog een kleine kleurzoom waarneembaar, die ook wel het "secundaire spectrum" wordt genoemd. Optische ontwerpers hebben toen een zogenaamde "apochromaat" ontwikkeld dat, door de combinatie met een derde lens, erin slaagt het secundaire spectrum te laten verdwijnen. Dit betekent dat de optiek nu zuiver van kleur is.

Achromaten zijn het klassieke, wijdverbreide type van de moderne lenstelescopen. Een achromaat bestaat niet uit één, maar twee lenzen in het objectief die meestal zijn gemaakt van kroon- en flintglas en werken als een plus- en een minuslens.

Als u vandaag een apochromaat koopt, zult u hoofdzakelijk twee verschillende types aantreffen

• een Doublet ED-apochromaat
• een Triplet ED-apochromaat

ED-apochromaten worden aangeboden als een systeem met twee of drie lenzen. Eén lenselement bestaat daarbij altijd uit ED-glas, dat in het totale systeem voor een gecorrigeerde kleurfout zorgt. De ED-apochromaten met twee lenzen verminderen de kleurfouten in hoge mate, maar kunnen ze niet volledig elimineren. Daarom worden deze telescopen door sommige amateurastronomen ook wel semi-apochromaten genoemd.

Dit systeem is een volledig apochromaat, terwijl de beide voorgaande half-apochromaten worden genoemd. Het bestaat meestal uit drie lenzen. Hier worden de kleurfouten volledig gecorrigeerd.

Sinds enige tijd duiken ook sporadisch zogenaamde superapochromaten op. Deze refractoren bestaan uit vijf verschillende lenselementen, die gewoonlijk in twee groepen zijn gerangschikt. De eerste groep, bestaande uit drie lenzen, vervult dezelfde functie als een triplet apochromaat. De andere combinatie, van twee lenzen, zorgt voor correctie van de beeldveldkromming, met als doel de perfecte astrofoto te verkrijgen.

Deze apo bestaat uit twee gecementeerde lenzen, waarvan één van fluorietglas. Vergelijkbare werking als een ED.

Een andere methode om de kleurfouten bij refractoren te verminderen is refractoren te kiezen met een zo klein mogelijke brandpuntsverhouding. Dit betekent dat de brandpuntsafstand van deze telescopen lang moet zijn. Dit vermindert ook de kleurfout. Als vuistregel geldt echter dat de brandpuntsafstand van een achromaat vijftien maal de objectiefdiameter moet bedragen om een goed, kleurzuiver beeld te krijgen. Voor een 100mm refractor is dat een brandpuntsafstand van 1.500mm f=1:15. Voor een nog grotere refractor moet de brandpuntsafstand nog langer zijn.

Aangezien dit echter zou leiden tot zeer lange refractoren, die dan ook nog eens onhandelbaar zouden zijn, wordt vaak afgezien van dergelijke lengtes. Een aanvaardbaar compromis levert deze formule:

Brandpuntsafstand in mm=opening(in cm)²/0,1

Als voorbeeld: een refractor met een opening van 100mm heeft een brandpuntsafstand van (opening in cm)²=(10cm)²=100cm=1000mm.

De 100mm refractor heeft dan een brandpuntsafstand van 1.000mm of het 120mm instrument een brandpuntsafstand van iets minder dan 1.500mm.

Wat moet u doen als u een refractietelescoop hebt met een kleurfout? Weggooien en een nieuwe kopen? Nee, gelukkig hoeft u niet zo ver te gaan, want gelukkig zijn er hulpmiddelen.

Als een minimale kleurzoom u ook maar enigszins stoort, kunt u bijvoorbeeld een minus violetfilter gebruiken. Dit onderdrukt de blauwe rand en verhoogt tegelijkertijd het contrast. Het beeld is echter niet volledig neutraal, maar zal heel licht gelig lijken. Maar toch: details zijn beter zichtbaar.

De minus violetfilter is een klassieke variant, maar inmiddels zijn er ook andere filters die deze taak op zich nemen.

Een speciaal voor dit doel ontwikkelde filter is de Baader Fringe-Killer. Deze blokkeert ongeveer 50% van het blauwe licht, maar laat rood en groen licht door. Door het intelligente ontwerp is het lichtverlies slechts 12%. Dit betekent dat u deze filter ook met een gerust hart kunt gebruiken met kleine refractoren.

Een andere filter draagt de naam: Semi APO Filter. Ja, dat is een coole productnaam, maar werkt de filter echt zo? Neem een refractor met een korte brandpuntsafstand van misschien 500 mm. U ziet een dikke blauwe rand rond heldere objecten. Wat gebeurt er met de rand als u een Semi APO Filter in het oculair schroeft? De rand rond de felle objecten verdwijnt. Het beeld lijkt over het geheel genomen nog neutraler dan met de Fringe-Killer. Het lichtverlies is echter groter met de Semi APO-filter, namelijk ongeveer 30%. Voordeel: het beeld lijkt bijzonder neutraal met deze filter. Met een kleinere refractor is het beter om de Fringe-Killer te gebruiken, maar met refractoren van 100 - 120 mm komt u ook aan uw trekken met de Semi APO Filter.

De refractor is een prachtig instrument als hij goed op kleur gecorrigeerd is. Maar een grote refractor die ook veel licht moet bieden, is relatief duur en omvangrijk. Laten we daarom eens kijken naar de spiegeltelescopen.