In de spreektaal wordt er vanuit gegaan dat we met een kijker dingen "dichterbij" kunnen halen, maar dat is vanzelfsprekend onzin.
De zaken die we met behulp van een sterre- en verrekijker beter kunnen bekijken behouden gewoon de plaats die ze hebben! Het enige dat we doen met een kijker, we spreken tenslotte van een opties apparaat, is het beeld van een objekt uit de omgeving "losmaken".
Een kijker stelt ons dus alleen maar in staat om een beeld uit het ons omringende veld beter te kunnen bekijken.
Vandaar ook de naam.
(het zou trouwens mooi worden!)
Ideaal
Zoals U bij lenzen kunt nalezen, zijn we in staat om
met behulp van in vorm gebrachte glasdelen
het licht dat een voorwerp uitstraalt of weerkaatst
te manipuleren. In het geval van een kijker
is er de behoefte om het licht van zo'n voorwerp
zodanig te bundelen dat we meer
kunnen waarnemen dan alleen maar
met het blote oog.
In principe hebben we aan een voorwerplens
en een oculair genoeg om een optisch
instrument, dat voldoet aan deze eis, te kunnen maken.
De voorwerplens vormt het beeld en met dat oculair
kunnen dit beeld dan weer bekijken. (in "oculair"
zit de verwijzing naar het oog)
Het enige waar we nog voor moeten zorgen is
de mogelijkheid om die twee elementen
ten opzichte van elkaar te positioneren, in verband
met het scherpstellen van het geheel.
Zo'n voorwerplens zullen we graag zo groot mogelijk
maken, want hoe groter een lens in diameter is, hoe meer
licht er doorheen kan.
Omdat we ook nog eens over een zo groot mogelijke
afstand scherp willen kunnen kijken, willen we
dat de voorwerplens een lang brandpunt heeft.
Een en ander is echter niet erg prakties.
Allereerst zijn grote lenzen zwaar en
daarnaast zijn ze kwetsbaar. Verder brengt een lang brandpunt
met zich mee dat de uiteindelijk te bouwen kijker
vreselijk lang moet worden!
Met het oculair zijn we in staat om het beeld
van die grote voorwerplens geschikt te maken
voor ons oog (vandaar dus de naam oculair). Door in deze lens
een zekere vergrotingsfaktor (dat doen we
door een combinatie tussen
verschilllende lensjes te maken) te bouwen, kunnen we
details van het voorwerpsbeeld beter waarnemen.
Mechaniese opbouw
Het spreekt zowat vanzelf dat er techniese oplossingen gevonden zijn voor de praktiese problemen die we tegenkomen bij het bouwen van een kijker.
Zo kunnen we de optiese lengte van een kijker inkorten door de lichtbaan met de hulp van bijvoorbeeld spiegels om te buigen. We kunnen deze spiegels verder een optiese eigenschap geven, zodat ze meewerken in de totale werking van de kijker
Door de toepassing van opties zeer zuiver glas kunnen we zo lichtsterk mogelijke lenzen maken. Deze lenzen worden zo zuiver mogelijk geslepen, om allerlei afwijkingen in de uiteindelijk afbeelding te voorkomen. We willen immers geen hoofpijn krijgen en moeten er tevens zeker van kunnen zijn dat datgene wat we zien ook overeenkomt met de werkelijkheid.
In de praktijk maken we onderscheid tussen sterrekijkers en verrekijkers. Deze laatste worden ook wel veldkijker of toneelkijker genoemd, al naar gelang de toepassing en het optiese bereik.
Bij het bouwen van een kijker kunnen we de mogelijkheden die met het toekomstige gebruik samenhangen uitbuiten. Een sterrekijker zal daarom ander proporties mogen hebben als een veldkijker.
We willen de optiese lengte van een kijker zo lang mogelijk maken, d.w.z. we moeten het licht de volledige weg door het brandpunt af laten leggen. Deze eis legt ons beperkingen op ten aanzien van de opbouw. Er zal optimaal gelet moeten worden op de mogelijkheden die het latere gebruik met zich meebrengt.
Bij gebruik van een verrekijker zijn de eisen aan hanteerbaarheid het belangrijkst en deze zal daarom dus klein, licht en makkelijk instelbaar moeten zijn.
Bij een sterrekijker daarentegen zijn we juist weer minder gebonden aan de eis van hanteerbaarheid, maar ligt wel weer de nadruk op een zo sterk mogelijke lichtdoorlating.
Een sterrekijker zal dus groot en ook zwaar kunnen zijn, maar zal toch heel precies geposistioneerd moeten kunnen worden om de waarnemning zo excact mogelijk te maken.
Sterrenkijkers
Een zo groot mogelijke voorwerplens en een zo lang mogelijk brandpunt zijn de twee vereisten bij het kijken naar de sterrenhemel. Er is daar immers nauwelijks licht.
Naarmate de techniese mogelijkheden toenamen, was het steeds meer mogelijk om aan deze eisen te voldoen. Men was aan het einde van de 19e eeuw reeds in staat om lichtsterke en opties tamelijk zuivere kijkers te bouwen en de wetenschap heeft in die tijd een grote vlucht kunnen nemen.
Vergeet niet dat er door de Grieken en Romeinen al waarnemingen waren gedaan, maar dat deze waarnemingen grotendeels beperkt waren tot ons eigen zonnestelsel en daarnaast met nogal primitieve optiese middelen gedaan werden. Dit bracht veel giswerk met zich mee.
Opties zuivere en betrouwbare lenzen en optiese stelsels werden pas veel later ontwikkeld en daadwerkelijk gebouwd. Door het toenemen van de mogelijkheden aan de sterrenkijkers konden de wetenschappelijke aannames uit de voorgaande eeuwen eenvoudig "gekontroleerd" en indien noodzakelijk ook weerlegd worden.
In de tweede helft van de 19e eeuw werden er op diverse gebieden van de wetenschap, mede door het toenemen van de techniese mogelijkheden, trouwens steeds meer ontdekkingen gedaan. Hierdoor ontstond er een wisselwerking tussen de diverse takken van de wetenschap en techniek.
Het verwerven van kennis op het ene vlak bracht het toenemen van inzichten met zich mee. Daarnaast maakte deze inzichten het toepassen van deze verworvenheden weer mogelijk.
Niet alleen in de wetenschap werd zodoende vooruitgang geboekt. De industriele revolutie heeft voor een groot deel zijn wortels in deze vooruitgangsgolf.
Door de toepassing van holle spiegels (deze moeten hun reflecterende laag aan de voorzijde hebben!) was het mogelijk om de lengte van de kijkers aanzienlijk in te korten. De juiste afstemming van de vorm van de frontlens en de spiegel maakten de opbouw van de kijker gemakkelijker.
De betere fabricage methode van opties steeds zuiverder glas maakte het mogelijk om steeds grotere lenzen te bouwen. Het steeds weer verbeteren van de kijkers hing feitelijk af van heel veel experimenteren, rekenwerk en uitbuiting van techniese vooruitgang.
Tegenwoordig kun je voor een leuk bedragje reeds een aardige sterrenkijker kopen en met de goede achtergrondinformatie is het mogelijk om de waarnemingen, die ruim honderd jaar geleden nog veel opzien baarden, zelf te doen.
De grenzen aan de optiese manier om de sterrenhemel te verkennen zijn intussen al een aantal jaren geleden bereikt. Tegenwoordig moeten we het voor echte wetenschappelijke ontdekkingen meer hebben van radioteleskopen en kijkers zoals de Huble teleskoop die, ongehinderd door invloeden van de atmosfeer, in de ruimte hangt.
Verrekijkers
De allereerste eisen waaraan een verrekijker moet voldoen zijn betrouwbaarheid en toepasbaarheid. Het beeld moet op een "willekeurig" moment, waar dan ook, op te roepen zijn en het beeld dient een juiste weergaven te geven van hetgeen we willen zien.
Om aan deze eisen te voldoen moet de voorwerplens zo zuiver mogelijk zijn geslepen. Daarnaast moeten de voorwerplens en het oculair exact op dezelfde optiese as liggen.
Omdat we het oculair moeten kunnen bewegen ten opzichte van de voorwerplens in verband met het scherpstellen van het beeld, moeten er aan de opbouw van een kijker strenge eisen gesteld worden. Hoe meer afwijkingen er zijn in het lenzenstelsel, hoe meer fouten er in het beeld zijn.
Iedereen kent wel de plaatjes van zeelui met hun uitschuif kijkers op de brug van hun schip. Op zee, met de vaste horizon, ging het navigeren met zo'n kijker zonder problemen. Maar naarmate men meer details wilde waarnemen bleek zo'n lange kijker toch wel erg onhandig en onzuiver. Deze kijkers waren nauwelijks stil te houden en de orientatie was daarom, op zijn zachtst gezegd, lastig.
Voor het scherpstellen werden deze kijkers eenvoudig een beetje in- of uitgeschoven.
Om de optiese lengte te handhaven maar de handelbaarheid te vergroten werd er gezocht naar mogelijkheden om het licht een langere weg af te laten leggen dan de lengte van de kijker toeliet.
Het vereiste dat zowel de voorwerplens als het oculair op dezelfde optiese as moeten liggen om een zo zuiver mogelijk beeld op te werpen maakt de toepassing van spiegels en een bterouwbare scherpstelmogelijkheid vrijwel onmogelijk.
Een doorbraak in de kijkerbouw werd bereikt toen men ontdekte dat er met behulp van het verschuiven van de optiese as door middel van zeer precies opgestelde spiegeltjes de vereiste optiese lengte bereikt kon worden. De kijker bleef handelbaar en kreeg een betere optiese waarde.
Een en ander vereiste echter een grote precisie bij de opbouw. De lensdelen en spiegels moeten exact op de optiese as gepositioneerd blijven. De minste afwijking maakte het beeld onbetrouwbaar.
In plaats van spiegels worden er tegenwoordig prisma's gebruikt om de optiese lengte te verlengen. Van een prisma waren de optiese werkingen bekend, maar een bijkomend probleem is dat een prisma de neiging heeft het licht te scheiden in haar samenstellende delen. We kennen het gebruik van een prisma om een spectrum op te werpen. Door de verbeterde slijp en polijst technieken en door de toepassing van betere glassorten zijn prisma's binnen het bereik van een algemener gebruik gekomen.
Prismakijkers
Wij kijken, om diepte te kunnen zien, met onze twee ogen tegelijk naar hetzelfde onderwerp. Onze ogen zijn een klein stukje uit elkaar geplaatst, zodat we het beeld van ons ene oog kunnen vergelijken met dat van de andere. Het overlappende deel van deze twee verschillende beelden zien we eigenlijk het scherpst.
Let op, we zien met onze ogen, maar datgene wat we zien bekijken we pas met en in onze hersenen.
Als we in het veld (waarmee ik in dit kader de ons omringende wereld bedoel) zijn, willen we graag dat we onze waarnemingen zo natuurgetrouw mogelijk kunnen doen. Geen ingewikkelde omrekeningen naar de werkelijkheid, maar "wat we zien, moet zo zijn".
Om de vereiste natuurgetrouwheid zoveel mogelijkte benaderen met een kijker kwam er al gauw de behoefte om, analoog aan onze ogen, een dubbele kijker te bouwen. Dit bracht echter met zich mee dat lenzen reproduceerbaar moesten zijn. We willen immers tweemaal dezelfde kijker toepassen, zodat we tweemaal hetzelfde beeld kunnen bekijken.
De verwezenlijking van een echte stereo kijker bleef nog vele jaren steken in de beperkte mogelijkheden van lenzenfabricage en het bereiken van de juiste precisie.
Doordat na verloop van tijd (lees begin 20e eeuw) het prisma zijn intrede deed in de optiese industrie en er intussen ook industrieel lenzen gemaakt werden kon er een gegarandeerde kwaliteit geleverd worden. Intussen was er, door de eerste wereldoorlog, een grote vraag ontstaan naar kleine stereokijkers.
Vooral de piloten wilden een beeld met diepte.
We zien hier een (gedeeltelijke) doorsnede van zo'n prismakijker. De rechterkant ziet er gespiegeld exact hetzelfde uit. Bij A is de voorwerpslens gemonteerd, de diameter van deze lens is naamgevend voor de kijker.
Bij B ziet U de plaat waarop de prisma's gemonteerd zijn. Allereerst het voorwerpsprisma b1 dat rechtstreeks gemonteerd zit tegenover het beeldprisma b2. Dan wordt in het ocuilair C
het uiteindelijke beeld overgebracht naar onze ogen. De vergrotingsfaktor van dit deel is mede naamgevend voor de kijker.
Een van de oculairringen heeft een dioptrieschaal D waarop brildragers hun sterkte kunnen instellen. Met het mechanisme in H kan de brug E versteld worden voor het scherpstellen.
De kijker kan met G op een statief worden vastgemaakt of met een aan F vastgemaakte draagriem meegenomen worden.
De beide delen van de kijker zijn vrijwel spelingsloos aan elkaar bevestigd, zodat het linker- een het rechteroog hetzelfde beeld te zien krijgen.
Naam/type
Zoals ik hierboven aangaf wordt er bij de naamgeving van een kijker uitgegaan van de diameter van de frontlens als maat voor de lichtdooorlaatbaarheid. De beeldvergroting van het oculair geld daarbij dan als tweede waarde, hoewel ze bij een type aanduiding wel worden omgedraaid.
Een 7 x 50 kijker heeft dus een vergrotingsfaktor van 7 en de diameter van de frontlens is 50 millimeter. Vaak wordt er aan deze aanduiding nog een aantal letters toegevoegd. Deze toevoeging verwijst meestal naar een speciale techniek of prismavorm die wordt toegepast, maar is meestal fabrikant afhankelijk en dus geen standaard.
Tegenwoordig worden veel kijkers, nu deze stijver en exacter te produceren is, van kunststof gemaakt. Hierdoor zijn ze een massaproduct geworden en hebben ze een hoge kwaliteit bereikt.
Notitie
De meeste (verre)kijkers worden gebruikt onder, voor optiese apparaten, niet optimale condities. Vaak in het veld en dan ook nog regelmatig in de regen. Deze omstandigheden zorgen ervoor dat Uw kijker vervuilt.
Belangrijk is het dat U bij het verwijderen van dit vuil ervoor zorgt dat er geen krassen ontstaan in de lensdelen! Gebruik voor het schoonmaken daarom een schone, droge kwast met lange haren.
Veeg hiermee het ergste vuil weg. Een wattenstafje bewijst hierbij ook erg goede diensten. Ook uit de randjes rondom de lensdelen moet het vuil verwijderd worden! Blaas met een spuitbus perslucht de restjes weg.
Met een schone lap kunt U de buitenkant van Uw apparatuur schoonhouden. Veel mensen hebben er geen benul van hoe het vuil dat zich aan de buitenkant van de apparatuur ophoudt door de loop der tijd naar het interieur wordt gewerkt.
Veelgestelde vraag
Mijn verrekijker geeft een verward / dubbel beeld, hoe kan dat?