Was ist eigentlich ... die Austrittspupille?

Abbildung 01 — Abb. 1: Parallele Lichtstrahlen verlassen das Teleskop auch wieder parallel, wenn auch in einem engeren Lichtbündel. Die Größe dieses Lichtbündels ist die Austrittspupille [Peter Oden]

Als Austrittspupille eines Teleskops wird der Durchmesser des Lichtstrahlenbündels bezeichnet, der das Teleskop okularseitig wieder verlässt.

Die Größe dieser Austrittspupille hängt direkt mit den optischen Werten des Teleskops zusammen:

A = D / V

Die Größe A der Austrittspupille ergibt sich aus dem Durchmesser des Objektivs geteilt durch die aktuelle Vergrößerung. Ein Feldstecher mit den Angaben 7×50 hat einen Objektivdurchmesser von 50mm und eine Vergrößerung von 7-fach. Mit der genannten Formel ergibt sich eine Austrittspupille von etwas über 7mm.

Abb. 2: Ein typischer kleiner Feldstecher mit den Werten 8×30 hat eine Austrittspupille von knapp 4mm [Peter Oden]

Das Problem hierbei ist jedoch unter Umständen das menschliche Auge. Bei völlig dunkeladaptierten Augen, das heißt maximal geöffneter Pupille, ist der Pupillendurchmesser bei Kindern bis zu 8mm groß, wohingegen er sich bei älteren Erwachsenen durchaus auf 4mm reduzieren kann. Das bedeutet, dass von einem Lichtstrahlbündel aus dem oben genannten Beispiel mit 7mm Durchmesser bei einem Pupillendurchmesser von 4mm nur noch ein Bruchteil (ca. ein Drittel) des gesamten Lichtes überhaupt noch in das beobachtende Auge fällt!

Da die Austrittspupille mit zunehmender Vergrößerung (siehe Abbildung Formel) immer kleiner wird, tritt dieses Problem also bei zu geringen Vergrößerungen auf. Deshalb gibt es für jedes Teleskop eine minimale Vergrößerung, die sich aus

V_min = Objektivdurchmesser [mm] / 6 [mm]

Die 6mm stehen hier für ein Auge mit 6mm Pupillendurchmesser. Bei der sich dann ergebenden minimalen Vergrößerung geht kein Licht verloren und trifft vollständig in das Auge des Beobachters. Ein typischer Refraktor mit einem Frontlinsen-Durchmesser von 150mm hat also eine Minimalvergrößerung von 150/6 = 25-fach, um eine Austrittspupille von 6mm zu erreichen.

Die Größe der Austrittspupille lässt sich auch praktisch ermitteln, indem man ein Stück Pergamentpapier vor einem Okular befestigt und das Teleskop auf ein möglichst kleines, helles und weit entferntes Objekt (z.B. Scheinwerfer) richtet (und auf unendlich fokussiert hat). Die Größe des abgebildeten Lichtflecks ist dann die Größe der Austrittspupille.