Ein Fernglas dient der optischen Vergrößerung relativ weit entfernter Objekte, die man mit bloßem Auge nicht mehr richtig erkennen kann. Daher werden Ferngläser vielfach bei der Jagd oder im militärischen Bereich eingesetzt, dort auch gekoppelt mit Nachtsichtgeräten. In der Regel wird damit eine siebenfache Vergrößerung erreicht.
Egal, ob es sich um ein Fernglas, ein Teleskop oder ein Fernrohr handelt, entscheidend für die optische Vergrößerung ist immer ein System von Sammellinsen, das in vielen Fällen durch die Zwischenschaltung von Konkavlinsen korrigiert wird. Um zu verstehen, warum man mit einem Fernglas ferne Objekte größer sehen kann, müssen zunächst die optischen Eigenschaften der Sammellinse erklärt werden.
Wie funktioniert eine Sammellinse?
Eine Sammellinse ist ein runder Glaskörper mit nach außen gewölbten Flächen, diese Form der Krümmung wird als „konvex“ bezeichnet. Der Effekt der Vergrößerung ist eine Konsequenz der Lichtbrechung, die immer dann stattfindet, wenn Licht beziehungsweise eine elektromagnetische Welle von einem Medium in ein anderes wechselt. Im Falle der Sammellinse findet der Wechsel von Luft nach Glas und dann wieder nach Luft statt. In dem Moment, wenn die Wellenfront des Lichts in einem beliebigen Winkel auf die Glasfläche auftrifft, wird das Licht an diesem Punkt im Glas langsamer, seine Ausbreitungsgeschwindigkeit reduziert sich ungefähr um ein Drittel, während dieselbe Wellenfront (Phase), die sich noch außerhalb des Glases befindet, deutlich schneller ist. Die Folge dieses Umstandes ist die bekannte Lichtbrechung, die noch einmal in gleicher Weise stattfindet, wenn das Licht (hinten) wieder aus dem Glaskörper austritt.
Die älteren Leser kennen bestimmt noch das Platten-Cover von Pink Floyd mit dem Titel „The Dark Side of the Moon“, das die Aufspaltung eines weißen Lichtstrahls in seine Spektralfarben und zugleich seine Brechung am Prisma darstellt. Auch der frequenzabhängige Brechungswinkel ist bei der Herstellung des Fernglases durchaus ein Thema, weil genau dies möglichst vermieden werden muss. Daher enthält eine sehr gute Optik zusätzlich Konkavlinsen (nach innen gekrümmte Glaskörper), die diesen störenden Effekt wieder rückgängig machen.
Das Maß der Brechung ist abhängig von der Stellung der Flächen des Prismas in Bezug auf den eintreffenden Lichtstrahl. Nun darf man sich eine Sammellinse vorstellen als eine kontinuierliche Aneinanderreihung von vielen Einzelprismen, deren Oberflächen alle einen unterschiedlichen Winkel zur eintreffenden Wellenform bilden und daher verschiedene Brechungswinkel zustande kommen. Dabei ist die Sammellinse aber so genial konstruiert (geformt), dass sich all die unterschiedlich gebrochenen Lichtstrahlen in einem gemeinsamen Brennpunkt treffen. An dieser Stelle wird gleichsam die gesamte eingesammelte Lichtenergie fokussiert, was gut daran erkennbar ist, dass man mit Sonnenlicht und einer Sammellinse Papier leicht entzünden kann.
Wenn die gesamte Optik so eingestellt wird, dass dieser Brennpunkt genau auf der Netzhaut des Auges landet, bedeutet dies, dass alle Lichtstrahlen, die über die gesamte Fläche der Optik (Sammellinse) einströmen, auf einen kleinen Punkt gebracht werden, das ist (in umgekehrter Richtung) im Ergebnis die Bildvergrößerung.
Handhabung und Technik des Fernglases
Mit dem Fernglas wird das Objekt in der Regel freihändig anvisiert. Falls dabei das mögliche Verwackeln zu störend ist, besteht vielleicht die Möglichkeit, die Ellenbogen auf einer Art Sims aufzustützen, was dann schon fast die stabilisierende Wirkung eines Stativs hat.
Jedes Fernglas besteht aus den drei Komponenten:
- Objektiv
- Okulare
- Prismensystem
Das ausgesendete beziehungsweise reflektierte Licht eines Beobachtungsobjektes trifft zunächst auf das Objektiv des Fernglases, um von dort aus im Inneren durch Prismen gewisse Korrekturen zu erfahren. Die Okulare (ebenfalls Linsen) befinden sich dann unmittelbar vor den Augen.
- Objektive
Nachdem das Licht das Objektiv passiert hat, haben sich alle Lichtstrahlen gekreuzt, das heißt, das entstehende Bild steht zunächst einmal spiegelverkehrt auf dem Kopf. - Prismen
Die im Fernglas integrierten Prismen haben die Aufgabe, das im Objektiv entstandene Bild wieder richtig zu stellen. Die sogenannten „Porro Prismen“ sind zueinander rechtwinklig angeordnet, wodurch das Bild sowohl von links nach recht als auch von oben nach unten gedreht wird. Dachkant Prismen lösen diese Aufgabe mit intern metallisch verspiegelten Flächen. Diese speziellen Prismen sind in der Herstellung etwas teurer. - Okulare
Ein Okular funktioniert wie eine Lupe und besteht aus bis zu sechs Einzellinsen. Die Lichtstrahlen verlaufen hier exakt parallel. Da Brillenträger einen etwas größeren Abstand benötigen, muss dies bei der Wahl der Okulare berücksichtigt werden.
Mit dem Fokussierrad ungefähr in der Mitte des Fernglases können die internen Abstände der Linsensysteme etwas verändert werden. Auf diese Weise können Brennpunkte verschoben und angepasst werden, sodass mit demselben Fernglas auch noch weitere oder eben nähere Objekte richtig in den Fokus gestellt werden können.
Unterschiedliche Arten von Ferngläsern
- Astronomie Fernglas
Für quasi unendlich entfernte Beobachtungsobjekte eignet sich das Astronomie-Fernglas fast ebenso gut wie ein Teleskop, ist aber in der Anschaffung günstiger. - Jagdfernglas
Da die meisten Jäger bei Dämmerung oder sogar in der Nacht unterwegs sind, sollte beim Jagdfernglas ein Nachtsichtgerät integriert sein. Zu unterscheiden sind also die Typen Universal-, Tag- oder Nachtfernglas. - Kinderfernglas
Kinder brauchen robuste Geräte, die etwas aushalten können und dennoch leichter als 450 Gramm sein sollten. Es sollte zudem einfach an den engeren Augenabstand eines Kindes anzupassen sein. - Marinefernglas
Das Marinefernglas ist durch seine Wasserdichtigkeit gekennzeichnet. Darüber hinaus sollte es auch mit Stickstoff befüllt sein, das verhindert das lästige Beschlagen bei kühler Feuchtigkeit. Diese Geräte zeichnen sich außerdem durch einen integrierten Kompass aus. - Theaterfernglas
Wer im Theater, Musical, Oper oder Operette einen Platz auf den hinteren Reihen bekommen hat, kann oftmals die Gesichter der Schauspieler oder Sänger nicht mehr erkennen. Bei der Wahl der Naheinstellgrenze hat sich der Bereich ein bis drei Meter gut bewährt.
Der Handel hat weitere spezielle Ferngläser im Angebot, so zum Beispiel Ferngläser zur Vogelbeobachtung, Wanderferngläser, Zoomferngläser oder Kompaktferngläser.