Techniklexikon

Schmidt-Spiegel

OptikAstronomie und Astrophysik, Schmidt-Teleskop, spezielles von B. Schmidt entwickeltes Teleskop, mit dem Vorteil, das bei Spiegelteleskopen mögliche grosse Gesichtsfeldfeld ohne die dabei auftretenden Bildfehler auszunutzen zu können. Bei allen Hauptstrahlen eines Hohlspiegels, die durch den Krümmungsmittelpunkt gehen, fallen sagittaler und meridionaler Bildpunkt streng zusammen. Legt man die Eintrittspupille in den Krümmungsmittelpunkt, so ist das Bild der unendlichen fernen Ebene frei von Astigmatismus und Koma, besitzt aber einen Öffnungsfehler, der lediglich durch den Einsatz eines Parabolspiegels behoben werden kann.

Dieses Spiegelsystem mit grossem Gesichtsfeld und sehr hoher Abbildungsgüte besteht aus einem sphärisch geschliffenen Spiegel – anstatt der parabolischen Spiegel üblicher Teleskope –, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Zentrum der Eintrittspupille zusammen fällt und in dem sich eine asphärisch geschliffene Korrektionsplatte aus Glas, die sog. Schmidt-Platte, befindet. Der Querschnitt der Platte ist so gestaltet, dass die Schnittweite der Randstrahlen relativ zur Schnittweite der Zentralstrahlen vergrössert wird. Dadurch wird der Hohlspiegel in seiner Wirkungsweise einem Parabolspiegel angenähert und der Öffnungsfehler des Spiegels kompensiert, wobei die Bildfeldwölbung jedoch unkorrigiert bleibt.

Durch die Kugelform des Hauptspiegels wird die bei üblichen Teleskopen auftretende Koma vermieden, die entsteht, wenn Lichtstrahlen nicht exakt parallel der optischen Achse einfallen. Da diese Spiegelform allerdings zu einer sphärischen Aberration des Lichts führt, muss die Korrektionsplatte so geschliffen sein, dass dieser Abbildungsfehler genau aufgehoben wird.

Die Korrektionsplatte hat keine lichtsammelnde Funktion, so dass sie grösser gestaltet werden kann als Glasobjektive, was zu einem entsprechend hohen Öffnungsverhältnis der Teleskope führt: Mit Schmidt-Spiegeln können Himmelsfelder von mehreren Quadratgrad problemlos belichtet werden. Problematisch ist allerdings die Belichtung, die auf gebogene Astroplatten erfolgen muss, da die Brennebene die Form einer zum Hauptspiegel konzentrischen Kugelfläche hat. Unter dem Gesichtspunkt der Baukosten bildet die Länge der Teleskope einen Nachteil, da sie doppelt so lang sein müssen wie ihre Brennweite, um die Korrektionsplatte im Krümmungsmittelpunkt des Spiegels plazieren zu können. Mit Schmidt-Teleskopen werden u.a. grossflächige Himmeldurchmusterungen durchgeführt, wie etwa der Palomar Observatory Sky Survey, der den gesamten von der Nordhemisphäre sichtbaren Himmel im blauen und roten Spektralbereich umfasst, sowie dessen Gegenstück für den südlichen Himmel, der Southern Sky Survey, der mit den Teleskopen der ESO in Chile und des Siding Spring Observatory in Australien ausgeführt wurde.

Schmidt-Spiegel: bestehend aus Hohlspiegel und Schmidt-Platte zur Korrektur des Öffnungsfehlers.