Beugungsbild einer Punktquelle im Teleskop (Bild: Public Domain)
Je mehr Öffnung, desto kleiner wird diese Beugungsfigur und desto schärfer wird das Bild. Das Auflösungsvermögen wird in Bogensekunden [“] gemessen. Eine Bogensekunde ist der 3600. Teil eines Winkelgrads und ungefähr 1/1800 des Monddurchmessers. Das Auflösungsvermögen gibt an, wie nahe zwei Punkte (etwa zwei Komponenten eines Doppelsterns) beieinander stehen dürfen, damit sie gerade noch im Teleskop getrennt werden können (in etwa der Abstand zwischen dem Zentrum der Beugungsfigur und dem ersten Ring). Die Auflösung eines Teleskops von 10 cm Durchmesser beträgt für grünes Licht der Wellenlänge 550 nm etwa 1,4″, eines von 20 cm hat ein doppelt so hohes Auflösungsvermögen von 0,7”. Es gilt also vereinfacht:
Auflösungsvermögen = 1,4″ • 100 mm / Öffnung [mm]
Zum Vergleich: Der Winkeldurchmesser des Mars in Erdnähe (Opposition) schwankt zwischen 14″ und 25″ (diese Variationsbreite ergibt sich durch die elliptische Bahn des Mars und der somit schwankenden Entfernung bei der größten Annäherung an die Erde). Viel weniger als 1″ Auflösung braucht es visuell jedoch nicht, da die Luftunruhe der Atmosphäre (im Fachjargon Seeing) meistens die praktisch erreichbare Auflösung auf 1″ oder schlechter begrenzt (lediglich beim „Lucky Imaging” kommt man näher an das theoretische Limit des Teleskops heran).
Das Auflösungsvermögen begrenzt auch die einsetzbare Vergrößerung, oberhalb der man lediglich ein unscharfes Bild größer und lichtschwächer macht, aber nichts gewinnt. Man möchte also möglichst viel Öffnung haben. Viele Amateure leiden an einer stark ansteckenden Krankheit, dem „Öffnungsfieber”, das sie nach immer größeren Teleskopen streben lässt. Unglücklicherweise steigt mit zunehmender Öffnung sowohl der Preis als auch das Gewicht des Teleskops überproportional an. Beides sind jedoch gute Gegenmittel gegen galoppierendes Öffnungsfieber.
Brennweite einer Sammellinse: Der Punkt F’, in dem parallel durch die Linse einfallende Strahlen sich schneiden, heißt Brennpunkt der Linse, seine Entfernung f’ von der Linse heißt Brennweite (Bild: JiPaul / from Henrik, CC-BY-SA 3.0)
Der zweite wichtige Parameter ist die Brennweite des Teleskops (hierbei wird die Brennweite des Objektivs angegeben), sie ergibt die mit einem bestimmten Okular (so nennt sich die Linsengruppe auf der Augenseite des Teleskops; davon hat man stets mehrere verschiedener Brennweiten für verschiedene Vergrößerungen) erzielte Vergrößerung des Teleskops. Die Vergrößerung berechnet sich nach der einfachen Formel:
Vergrößerung = Objektivbrennweite / Okularbrennweite
Ein Okular mit 10 mm Brennweite liefert an einem Teleskop mit 1000 mm Brennweite also 100-fache Vergrößerung, an einem Teleskop mit 2000 mm Brennweite 200-fache.
Nur beim fotografischen Einsatz (den wir hier nur am Rande erwähnen wollen) bestimmt die Brennweite die Abbildungsgröße des Teleskops und zusammen mit seiner Öffnung die Lichtstärke. Fotoamateure kennen diese als Blendenzahl, die beim Teleskop fest ist, das sogenannte Öffnungsverhältnis:
Öffnungsverhältnis = Objektivdurchmesser / Brennweite = 1/Blendenzahl
Beispielsweise hat ein Teleskop mit 200 mm Öffnung und 1 m Brennweite ein Öffnungsverhältnis von 1/5 (häufig f/5 geschrieben, wobei f für „focal length” = Brennweite steht), entsprechend der fotografischen Blendenzahl 5, im Gegensatz zu einem Teleskop gleicher Öffnung mit 2 m Brennweite und Öffnungsverhältnis 1/10 (Blendenzahl 10). Fotografen wissen, dass Blende 10 die vierfache Belichtungszeit benötigt als Blende 5, weswegen man bei großem Öffnungsverhältnis auch von einem „schnellen” Teleskop spricht, bei einem geringen Öffnungsverhältnis von einem „langsamen”.
Wer das Teleskop hauptsächlich mit dem bloßen Auge benutzt, für den spielt das Öffnungsverhältnis und damit die Brennweite nur insofern eine Rolle, als dass sie die Baulänge des Teleskops beeinflusst, so wie die Kosten für die Okulare für die geringsten Vergrößerungen, da Okulare mit großen Brennweiten teuerer sind als solche mit geringen. Also will man stets die kürzeste Brennweite? Nein, leider zeigen schnelle Teleskope die stärksten Bildfehler (Randunschärfen, Farbsäume), deren Korrektur sie dann wieder verteuert. Eine große Brennweite macht das Teleskop hingegen schwer und teuer zu montieren. Hier ist ein guter Kompromiss gefragt.
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