So könnte man die Zeichnungen der geometrischen Optik auf die Schnelle deuten. Viele von uns denken wahrscheinlich nicht weiter darüber nach, weil man aus Erfahrung weiß, was Sache ist. Aber es gut zu erklären kann einen andere Sache sein.
Letztlich ist es nicht wirklich einfach, auch wenn es so klingt und oft so dargestellt wird. Die meisten Leute denken auch, ein Stern ist eine Punktlichtquelle, die nur einen ganz dünnen Lichtstrahl in unsere Richtung sendet. Würde das zutreffen, dann würde eine große Öffnung nichts nützen. Tatsächlich ist ein Stern riesig, auch wenn er weit weg ist, und ja, er sendet von allen Punkten seiner Oberfläche in alle Richtungen Licht"strahlen" aus.
Was wir mit der Öffnung einfangen, ist also nicht ein dünner Lichtstrahl, eine große Öffnung stanzt quasi aus den quer zur Ausbreitungsrichtung gedachten Wellenfronten mehr Licht heraus, als eine kleine Öffnung. Da würde ich jetzt nicht von Winkeln sprechen, sondern von ebenen Wellen.
Würde man mit dem Fernrohr näher an einen Stern herangehen, dann merkt man schnell, dass das kein Punkt ist, man braucht sich ja nur unsere Sonne anzusehen, das ist schon mal eine Scheibe. Die ebenen Wellenfronten, die die Sonne in unsere Richtung abstrahlt, könnte man zur Gänze mit einer Öffnung einfangen, die den Durchmesser unseres Sterns hat.
Ein wahrlich großes Teleskop.
Nicht viel anders ist es theoretisch mit den Sternen, auch sie strahlen in unsere Richtung Wellenfronten ab, die so groß sind wie ihr Durchmesser, und natürlich auch in alle anderen Richtungen, aber uns interessiert erst mal nur das, was entlang der optischen Achse unseres Teleskops zu uns kommt.
Also: größere Öffnung, mehr Licht vom Stern, der als Punkt erscheint, aber seine Wellenfronten kommen nicht wie ein Strich daher, der von dem "Punkt" schön auf Achse in unsere Optik läuft, sondern seine Wellenfronten wären auch hier so groß wie sein Durchmesser. Und das in alle Raumrichtungen.
Diese Überlegung wird selten angestellt und auch selten beschrieben. Irgendwo in einem Astronomiebuch hab ich das mal so gelesen und das macht eine etwas andere Sicht auf das Sternenlicht und unsere Instrumente, als unsere üblichen Kegel und Winkelrechnungen.
Unsere Teleskope empfangen also Wellenfronten, die senkrecht zur Verbindungslinie Stern -> Öffnung stehen, und unsere Optik vereint all das Licht zu einem Punkt in der BildEBENE, nicht im Brennpunkt, da landet nur ein Stern, der genau auf der optischen Achse vor der Öffnung liegt.
Insofern sind unsere Modellbilder alle sehr vereinfacht und sprechen jeweils verschiedene Aspekte an. Auflösung, Winkelsekunden, Abtastung, Brennweite, Linsengleichung, Bildweite...
Siehe dazu übrigens auch:
- 1. Bildenstehung im Fernrohr - Vom Objekt zum reellen Zwischenbild
lg
Niki
