Okularer for amatørteleskop

Artikkelen er fra Corona Nr. 1/2001 (Trondheim Astronomiske Forening)

Av Eric Jensen, Trondheim Astronomiske Forening og Stavanger Astronomiske Forening (tegninger : Jul Spongsveen, Norsk Astronomisk Selskap, Samlehefte nr. 3 og Birger Andresen, Trondheim Astronomiske Forening).

Vi glemmer ofte at okularet (øyestykket) er en svært viktig del av teleskopet. Et dårlig okular kan, akkurat som en dårlig montering, ’ødelegge’ optisk meget gode teleskoper. Okular kommer i alle prisklasser fra noen hundrelapper og helt opp i mange tusen kroner. Men mange teleskoper krever ikke så veldig dyre okularer. Så her kan det være penger å spare.

I amatørkretser prates det en del om teleskoptyper og -størrelser, og hva som kan utgjøre et bra valg. Men teleskopet er bare halvparten. Vi trenger en lupe for å forstørre bildet som teleskopet danner i brennplanet. En slik lupe er et okular. Det er det vi kikker gjennom, og som lar oss se på objektene. Man kan si at et teleskop uten okular er som en datamaskin uten skjerm.

Forstørrelsen vi får = Teleskopets brennvidde / Okularets brennvidde.

Eksempel : C-11 teleskopet i observatoriet har 2800mm brennvidde. Det betyr at 25mm okularet gir en forstørrelse på 2800 / 25 = 112 ganger

I dag er det et større utvalg av okularer enn noen gang. Noen er små og rimelige, andre koster mer en enkelte kikkerter! Hva bør man velge? Det kommer an på teleskopet man har, og hva man selv vil prioritere. Det er med andre ord til dels subjektivt. Jeg vil prøve å belyse en del av valgene man har i dagens okularmylder, samt litt av teknologien som ligger bak dem.

De tidligste typene var enkle linser, som hadde betydelig fargefeil: Lys av forskjellige bølgelengder (altså farger) brytes forskjellig, og det er dette som f. eks. gir oss vakre regnbuer. Men det vil en altså ikke ha i et teleskop!

 

Lysbryting i enkelt linse (til venstre) gir fargefeil fordi kortbølget lys i den blå delen av fargespekteret brytes mer enn langbølget lys i den røde delen. Resultatet blir at du ser objektene, spesielt de sterkeste, i alle regnbuens farger. Akromatiske linseelementer med to linser av ulike glasstyper helt inntil hverandre (til høyre) lages slik at alle farger brytes så å si likt. Disse har ingen fargefeil.

Ramsden og Huygens okularene, oppkalt etter oppfinnerene, er akromatiske okularer med to linser (elementer) som vist nedenfor. Disse har redusert fargefeil, da de to linsene til sammen gir en mindre variasjon i fokus fra bølgelengde til bølgelengde. Disse er fortsatt til dels i bruk, men har for det meste blitt erstattet av nyere og bedre varianter.

 

Huygens okular (til venstre) og Ramsden okular til høyre. Linsene er skravert. Lyset kommer inn fra venstre, og det fokuserte bildet dannes ved krysset. Bildedannelse er svært nær okularet for Ramsden varianten. Dette er ugunstig, spesielt for de som ønsker å bruke briller f.eks. pga. skjeve hornhinner, og spesielt for okular med korte brennvidder.

Huygens okularet er OK for refraktorer (linsekikkerter) med åpningsforhold f/10 – f/15. Det er lite egnet for reflektorer (speilteleskoper). Ramsden okularet er bedre korrigert, og kan brukes til reflektorer ned til ca. f/5.

Begynnerteleskop utstyres ofte med Kellner okularer, som har tre linser. Gode Kellnere har bra kontrast og skarphet i midten, men med noe skarphetstap mot randen. Synsfeltet er på 40-45 grader. De er rimelige, og man kan dermed samle seg en del okularer uten altfor store utgifter. Kellner okularene har lite fargefeil, og kan brukes til alle typer teleskop og brennvidder.

Et hakk opp i kvalitet er Plössl okularene, med 4 linser og ca. 50 graders synsfelt. Disse trenger heller ikke å koste så mye. Kontrast, skarphet og lysgjennomgang kan være veldig god på slike. De har minimale fargefeil. Bildedannelsen er behagelig langt bak okularet.

 

Kelner okular (til venstre) og Plössl okular (til høyre). Linsene som ligger inntil hverandre har forskjellig typer glass slik at ulike farger brytes så å si til samme brennvidde. Disse okularene har derfor mindre fargefeil enn enklere typer.

Såkalte ortoskopiske okularer er sammenlignbare med Plössl okularene, og foretrekkes ofte av planetobservatører pga. spesielt god bildekontrast. De er meget bra for teleskoper ned til ca. f/4.

 

Ortoskopisk okular (til venstre) og Erfle okular (til høyre). Disse okularene har ingen fargefeil, og er godt korrigerte for alle optiske feil.

Andre, mer eksotiske typer har også klare fordeler. Erfle og König okularene med 6 linser er blant 1. generasjons typene som har synsfelt på 60 grader og mer, og gir fine bilder. Et større synsfelt er ofte mer imponerende å kikke gjennom. Man får mer følelsen av å "være der ute", og objektene får en finere ramme rundt seg når litt ekstra verdensrom vises. Dette er især ønskelig ved deep-sky observering, og for Dobson-eiere, som ikke har motordrift. Et større synsfelt ved en gitt forstørrelse gjør at man ikke trenger å bikke på teleskopet så ofte for å følge objektet. De siste 10-20 årene er mye skjedd på vidvinkel (widefield) fronten. Noen har synsfelt som er så brede at man må beveget øyet rundt for å se randen på synsfeltet.

Zoom okularer lar deg variere forstørrelsen i ett og samme okular, noe som kan være ganske praktisk. Disse har kanskje ikke like bra bildekvalitet og synsfelt som enkelte andre, men nyere typer gir gode bilder.

Vi har allerede vært inne på dette med øyavstanden. De fleste okularer krever en øyeplassering ganske nær okularet når brennvidden blir kort. Dette gjelder bl.a. Plössl, Kellner og Erfle typene nevnt ovenfor. Man sier at øyeavstanden (engelsk, "eye relief") blir kort. Dette er en naturlig konsekvens av at lysbunten fra okularet vanligvis samles nærmere linsen jo kortere brennvidden blir, og øyet må dermed også plasseres nærmere for at pupillen kan ta inn lyset. Ellers ser man ikke hele synsfeltet. Hvis man må ha briller for å korrigere f. eks. skjev hornhinne, er det spesielt ønskelig med lang øyeavstand. God avstand er også mer komfortabelt for dem som ikke trenger briller.

Hvilke okularer tilbyr stort synsfelt og/eller lang øyeavstand?

Erfle-typen er allerede nevnt. Men det er kommet nye siden den gang, med forbedret kontrast og skarphet. Et eksempel er Pentax XL okularene (bildet til venstre). De fleste av disse har 65 graders synsfelt, som gir god romfølelse. Kontrasten og lysgjennomgangen på disse er kjent som svært god. De står ikke mye tilbake for Plössl eller ortoskopiske på dette området. Spesielt de med kortere brennvidde er svært skarpe helt til randen. Dessuten kombinerer de dette med lang øyeavstand. Alle, selv den på 5,2mm brennvidde, har 20mm øyeavstand, som gir svært komfortabel observering. Dette er noe de får til ved å bygge inn en Barlow-linse, eller negativ linsegruppe, som minker okularets effektive brennvidde uten å påvirke øyeavstanden.

De har fra 5 til 7 linser. Dette bringer oss inn på emnet lysgjennomgang: Hvordan unngår vi et for høyt lystap med så mange linseoverflater? Enkelte okularer har sågar 8 linser. Svaret ligger i glasstyper, men også i overflatebelegget på linsene, såkalte anti-refleksjons "coatings". Disse har en bestemt tykkelse, nemlig 1/4 av bølgelengden til en viss type synlig lys. Coatings baserer seg på lysets bølgenatur. Denne tykkelsen skaper inteferens, som gjør at bølger som ellers ville bli reflektert av overflaten, nuller hverandre ut. Men hvor blir det av denne lysenergien? Energi kan ikke ødelegges. Jo, lyset går igjennom linsen istedenfor å bli reflektert. Og det er nettopp det vi vil. Det er det samme fenomenet som gjør at vi ser regnbuefarger på oljesøl på gata.

Gode moderne coatings, gjør altså at selv avanserte widefield okularer har god lysgjennomgang.

Noen av de okularene med bredest synsfelt er Nagler-typen. Disse ble lansert for ca. 20 år siden, og har gjennomgått flere forbedringer siden den gang. De klarer å kombinere et 82 graders synsfelt med god skarphet ut til randen. Grunnleggeren, Al Nagler, kaller det en "spacewalk", romvandring, når man kikker i disse. De nyeste typene har også lang øyenavstand. Den siste typen er 31mm Type 5, et monster på 1 kg. Dette, og andre store okularer, krever en 2" fokuseringsmekanisme. Naglere utgjør i dag en standard som flere amatører måler andre typer mot. Jeg har vært heldig nok til å kikke i et par av dem, og må si de er imponerende. Disse er dessverre dyre, især 31mm varianten, som koster rundt 8000 kr i Norge!

Til slutt vil jeg si noe om teleskoptypenes innvirkning på skarphet. Alle kikkerter har et f-tall (åpningsforhold), det vil si forholdet mellom teleskopets brennvidde og lysåpningsdiameter. De fleste Schmidt-Cassegrain typene har. f.eks. et forhold på 10. Newton reflektorer kan gå ned til under 4. Det er generelt slik at okularer har lettere for å gi skarpe bilder ved høyere f-tall. Et okular av enkel konstruksjon som er noe uskarpt ved f/4,5 kan f.eks. være utmerket ved f/9. Dette er noe å ha i bakhodet når en kjøper okular, da det kan spare deg penger. Generelt krever lave f-tall mer kompliserte (og dyrere) okularer, for å få skarpe bilder mot randen. Uskarphet ved randen er også vanligere blant okularer med lang brennvidde, enn blant dem med kort.

Dette er en smakebit på noe av det som finnes. Det jeg anbefaler er, om mulig, å prøve ut okularet før du kjøper. Slik finner du det som passer for deg.

__________________________________