Store norske leksikon
Kikkert, eller teleskop, er et optisk instrument som viser fjerne objekter med en forstørret synsvinkel, slik at de synes nærmere. Ved kikkertens forstørrelse forstår vi forholdet mellom synsvinklene objektet sees under med og uten kikkert.
kikkert
Kikkert. Billedomvending i prismekikkert. Objektivet frembringer et reelt bilde av objektet. I utgangspunktet er dette bildet rotert 180° om objektivets akse (sett mot stråleretningen). Gjennom to gangers speiling i første rettvinkelprisme blir imidlertid avbildningen rotert 180° om prismets rettvinkelkant. Tilsvarende speilinger skjer i det andre prismet, om dettes rettvinkelkant. De to rotasjonsaksene står vinkelrett på hverandre og på den optiske akse. Gjennom okularlupen (altså mot stråleretningen) ser vi da et opprett og rettvendt virtuelt bilde av objektet (høyre-venstre er bevart).
Kikkert. Tre vanlige speilkikkerter, hvor objektivsystemet består av et paraboloidisk hulspeil (primærspeil) og et sekundærspeil som dirigerer strålebunten mot et okular som er plassert slik at det ikke skygger for lys inn i primærspeilet. Formen på sekundærspeilet varierer i de tre typene.Konstruksjonsåret er oppgitt i parentes. – Newtonkikkert (1668): Et plant sekundærspeil (eller et rettvinklet prisme), plassert innenfor primærspeilets brennplan, reflekterer den primære strålebunten bort fra kikkertaksen, og ut gjennom en åpning i kikkertrøret, hvor okularet er montert. På grunn av dobbeltspeilingen er høyre og venstre bevart i bildet. Dette er et vanlig system i amatørkikkerter, som oftest med en liten søkerkikkert plassert på utsiden av kikkertrøret. – Cassegrainkikkert (1672): Et konvekst hyperboloidisk sekundærspeil, plassert innenfor primærspeilets brennplan, dirigerer strålebunten mot en liten åpning i primærspeilet, hvor okularet er montert. Observatøren ser et bilde av samme type som i newtonkikkerten. Dette systemet anvendes i Hubble- og Keck-teleskopene. – Gregorykikkert (ca. 1663): Et konkavt paraboloidisk speil, plassert utenfor primærspeilets brennplan, dirigerer den primære strålebunten til en liten åpning i primærspeilet, hvor okularet er montert. Observatøren ser et opprett bilde hvor høyre og venstre er bevart.
Kikkert. Prismekikkert med takkant-prisme; gir en rettlinjet strålegang gjennom kikkerten.
Oppbygning
Kikkerten består i første rekke av to avbildningssystemer, henholdsvis objektivet, som er vendt mot objektet (det man skal se på), og okularet, som holdes inntil øyet. Objektivet kan være en samlelinse (linsekikkert, refraktor) eller et hulspeil (speilkikkert). I begge tilfeller frembringer det et svært forminsket, reelt bilde av objektet i objektivets brennplan. Okularet kan være en spredelinse (hollandsk kikkert, galileikikkert), eller en samlelinse (astronomisk kikkert, terrestrisk kikkert). I begge tilfeller ser man gjennom okularet et virtuelt, forstørret bilde av det reelle mellombildet.
For å øke kikkertens synsfelt er okularlinsen ofte fast forbundet med en feltlinse i okularlinsens brennplan. Hvis øyet skal kunne utnytte alt lyset fra okularlinsen, må tverrsnittet av lysbunten fra okularet (utgangspupillen) ikke være større enn øyets pupill.
I tillegg til forstørrelsen er vi interessert i kikkertens oppløsningsevne og lysstyrke. Ved oppløsningsevnen forstår vi kikkertens evne til å skille nærliggende punkter fra hverandre. Oppløsningsevnen øker direkte med objektivets diameter. Kikkertens styrke blir ofte angitt med to tall på produktform, for eksempel 8 × 50. Det første tallet angir forstørrelsen, det andre angir objektivets åpningsdiameter i millimeter. Forholdet mellom objektivets åpning (det andre tallet) og forstørrelsen (det første tallet) angir i millimeter diameteren for okularlinsen, og dermed for den lysbunten som forlater okularet (utgangspupillen). I eksempelet med 8 × 50 vil dette forholdet være 50/8 mm = 6,25 mm. Dette forholdet gjelder som kikkertens nominelle lysstyrke.
For at øyet skal kunne utnytte kikkertens lysstyrke, må øyepupillens diameter ikke være mindre enn utgangspupillen. Øyepupillen varierer imidlertid fra 3–5 mm om dagen til ca. 8 mm om natten. Om natten kan derfor kikkerten utstyres med en større okularlinse. Hvis forstørrelsen samtidig skal opprettholdes må objektivets åpning økes tilsvarende (nattkikkert).
Et visst mål for kikkertens avbildningskvalitet får man ved å betrakte en stor, homogent lys flate gjennom den omvendte kikkert, slik at okularet vender mot den lyse flaten. Man kan da sammenligne bildet av den lyse flaten sett med det blotte øyet og bildet sett gjennom kikkerten (fra objektivsiden).
Historikk
Linsekikkerter
Den første kikkerten ble antagelig konstruert i Holland omkring år 1600. Flere hollandske brillemakere søkte patent på den i 1608. Galileo Galilei hadde sin første kikkert ferdig i 1609. I disse kikkertene var okularet en spredelinse, og denne typen kalles hollandsk eller galileisk kikkert. Den kan gjøres nokså kort og gir opprette bilder, men synsfeltet er lite. Den brukes fortsatt som teaterkikkert.
Kepler oppfant den astronomiske kikkerten, hvor okularet består av en samlelinse. Avstanden mellom objektiv og okular er lik summen av brennviddene, og forstørrelsen er lik forholdet mellom objektivets og okularets brennvidde. Denne kikkerten er lengre og har et noe større synsfelt. For iakttageren er bildet av objektet rotert 180° om kikkertens akse. Dette har liten betydning i astronomien, men er upraktisk ved bruk i terreng.
For å snu bildet i en astronomisk kikkert kan den utstyres med nok en samlelinse. Denne typen kalles terrestrisk kikkert. For praktiske formål kan en slik kikkert være upraktisk lang. Dette problemet er løst i prismekikkerten, som først ble funnet opp av italieneren I. Porro, glemt og oppfunnet på nytt av Ernst Abbe hos Zeiss i 1893. Ved hjelp av to rettvinklede glassprismer (Porro-prismer) blir strålegangen snudd 180° to ganger. De to glassprismenes akser står normalt på hverandre. I hvert av prismene trer lyset inn gjennom hypotenusflaten og reflekteres fra den ene katetflaten til den andre før det trer ut gjennom hypotenusflaten igjen, i motsatt retning. Etter to slike dobbeltspeilinger ser iakttageren objektet i riktig retning, opprett og rettvendt (se figur).
Prismekikkerten (zeisskikkerten) har gjerne to rør, ett for hvert øye (binokular kikkert), og avstanden mellom objektivene er større enn avstanden mellom øynene, slik at den stereoskopiske virkningen blir større (bildets romlige karakter blir forsterket). Prinsippet brukes også ved relieff-kikkerter hvor objektivene er anbrakt langt fra hverandre. Den stereoskopiske virkning kan da utnyttes til avstandsmåling.
En del moderne prismekikkerter er utstyrt med takkant-prismer som gir en rettlinjet strålegang gjennom kikkerten. Kikkerten kan dermed gjøres mer kompakt, men den stereoskopiske virkningen blir mindre ettersom avstanden mellom okularene blir mindre.
Avbildningen i de første linsekikkertene var ikke god. Da Newton oppdaget at forskjellig farget lys (lys med forskjellig bølgelengde) brytes forskjellig, innså han at dette medfører uskarp avbildning (aberrasjon). Siden han antok at lysartenes relative brytningsgrader (dispersjonen) er de samme i alle lysbrytende stoffer, regnet han en linse uten fargefeil som en umulighet, og han vendte sin interesse mot speilkikkerten. Newtons slutning var imidlertid forhastet. Lysets dispersjon varierer fra stoff til stoff, og det har vist seg mulig å konstruere sammensatte linser som er tilnærmet akromatiske, det vil si uten fargefeil.
Den største astronomiske kikkerten med akromatisk linseobjektiv står i Yerkes-observatoriet ved Chicago. Objektivets diameter er 102 cm.
Speilkikkerter
Avbildningen i et hulspeil har ikke den nevnte fargefeilen. Zucchi konstruerte en speilkikkert i 1616, og i 1660-årene ble det konstruert flere versjoner. Lyset som blir reflektert fra hulspeilet, blir samlet i et okular som kan være plassert på forskjellige steder i kikkertrøret. Av disse finnes det flere typer. Hulspeil har også den fordel at de kan understøttes, slik at de ikke deformeres av sin egen tyngde. De kan derfor ha større åpning enn glasslinser. De største astronomiske speilkikkertene med ett enkelt hulspeil står på Palomar-observatoriet i California med en diameter på fem meter, tatt i bruk i 1946, og Selentsjukskaja-observatoriet i den russiske republikken Karatsjajevo-Tsjerkessia, i Kaukasus, med diameter på seks meter, tatt i bruk i 1976.
Kikkertens teknologi tok et nytt skritt fremover i 1980-årene med multispeilkikkerten, hvor objektivet er satt sammen av flere hulspeil. Den første større kikkert av denne typen står på Mount Hopkins i Arizona. Objektivet består av seks speil, hvert med en diameter på 1,8 m. Senere kom Keck-teleskopet på Hawaii, som egentlig består av to samarbeidende kikkerter; Keck I og Keck II (1994, 1996). Begge har et objektiv bestående av 36 speil, hvert med en diameter på 1,8 m.
For å unngå atmosfærens innvirkning på billedkvaliteten blir det også bygd kikkerter som er stasjonert i bane omkring Jorden (se også romteleskop og Hubble-romteleskopet).
Kommentarer
Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.
Du må være logget inn for å kommentere.