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 Achromat - korrekten Luftspalt ermitteln ?

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Ü B E R S I C H T    
wambo Erstellt am: 13.09.2018 : 05:43:58 Uhr
Guten Tag liebe Optik-Experten und Optik-Rechner,

mich würde einmal interessieren, wie man bei einem Luftspalt-Achromaten eigentlich den korrekten Linsenabstand ermittelt ?

Gehen wir z.B. einmal von einem typischen 100/1000 mm Achromaten aus mit einer K7/F2 Glaspaarung.

Ich kenne das eigentlich so, dass die klassischen Distanzplättchen meistens Dicken im Bereich 1 mm +/- 0,5 mm hatten, nur um mal so eine ganz GROBE Richtung zu nennen.

Als ich vor einiger Zeit mal den Bresser 102/1350 mm Achromaten in Händen hatte, wunderte es mich sehr, hier zwischen den Linsen einen Distanzring von sage und schreibe 6 mm (!) zwischen den Linsen zu finden - also einen Luftspalt von 6 mm . Das kam mir extrem hoch vor, da ich wie gesagt, bisher nur die klassischen Distanzplättchen aus Zinn-oder Bleifolie kannte, oder eben auch in neuerer Zeit Kunststoffdistanzringe, welche ich aber stets nur mit Dicken von max. vielleicht 2 mm gesehen habe.

Meines Wissens reguliert man über die Dicke des Luftspaltes doch zum einen den Öffnungsfehler und zum anderen die Rest-Chromasie ?

Wie würde man nun den optimalen Linsenabstand berechnen können um beide "Fehler" möglichst klein halten zu können ?

Vielen Dank für Aufklärung !

Liebe Grüße, Michael
D I E    7   L E T Z T E N    A N T W O R T E N    (Neue zuerst)
wambo Erstellt am: 01.10.2018 : 19:33:17 Uhr
Hallo Alois,

herzlichen Dank für deine schön illustrierte Erläuterung ( habe ich mir ausgedruckt )

LG Michael Aaron
Alois Erstellt am: 29.09.2018 : 23:27:39 Uhr
Hallo Michael.

Wie schon Gerd Düring geschrieben hat kannst du mit dem Luftspalt nur die sphärische Aberration korrigieren.
Wenn dein Achromat einen Luftabstand von 6 mm hat ist anzunehmen dass er zu bestimmten Zwecken so berechnet worden ist. Wie genau er getroffen worden ist kann dir ein Sterntest zeigen.
Ist er überkorrigiert dann must du den Luftspalt größer machen und bei Unterkorrektur musst du ihn kleiner machen was etwas schwieriger ist.
Ich gehe dabei folgender maßen vor.
Mus ich ihn größer machen, nehme ich ein Tesaband, schneide einen schmalen Streifen weg und drücke
ihn auf das Blättchen und trenne ihn mit einen scharfen Messer oder einer Rasierklinge ab.
Somit wird der Luftspalt um 0.05 mm größer, weil das ist die Dicke des Tesabandes.
Ein neuerlicher Sterntest zeigt dir dann, wie viel es besser geworden ist. Kann sein dass du mehrere Streifen
Brauchst bis das Ziel erreicht oder ganz wenig überschritten ist. Wenn es überschritten ist musst du abschätzen,
wie viel Prozent beim letzten Tesastreifen die Unterkorrektur gegenüber der Überkorrektur war.
Somit kannst du dir die Höhe des neuen Plättchens ausrechnen und machen.
Bei Unterkorrektur kannst du das Distanzblättchen auf einer Feile Abreiben bis die Dicke passt.
Wenn du das Plättchen mit Kleber anhaftest musst du mit einer Klebeschichtdicke von 0,02 mm rechnen.
Als Distanzmaterial verwende ich Aluminium. Weil Zinn oder Blei sinkt bei langer Zeit von 20 Jahren
und das Objektiv stimmt dann nicht mehr. Das ergibt sich aus Langzeiterfahrung.
Zum endgültig festkleben nehme ich am liebsten einen Zweikomponenten Kleber, weil der kann ohne Luft sich
aushärten und verändert sich nicht mehr.
Habe mir dazu eigens eine Messuhr gemacht und kann durch kreuz und quwer abschaben,
die letzte Feinabstimmung machen.
Hier die Bilder dazu.
Um die Nullstelle zu ermitteln setze ich den Messstift auf die Glasfläche.



Dann kann ich die Höhe des Distanzplättchens messen. Mus dabei ein wenig hin und herfahren um zu sehen ob das
Distanzplättchen wohl überall gleich hoch ist. Das ist aber schwer möglich. Aber die höchste Stelle ist die gültige.
Hier das Bild dazu.



Viele Grüße
Alois
Niklo Erstellt am: 28.09.2018 : 06:20:30 Uhr
Guten Morgen Gerd,
danke schön, jetzt habe ich wieder etwas gelernt.
Servus,
Roland
Gerd-2 Erstellt am: 27.09.2018 : 22:10:27 Uhr
Hallo Roland,

Zitat:
ich weiß nicht, ob es mit dem Luftspalt zu tun hat, aber man liest immer häufiger, dass manche moderne Refraktoren so ausgelegt sind, dass der Farbfehler "verschoben" ist, also weniger Farbfehler im Blauen und mehr im Roten.
Wie wird eine "Verschiebung" des Farbfehlers erreicht? Geht das auch durch Wahl eines anderen Luftspalts?



mit dem Luftspalt hängt das nicht zusammen, der hat praktisch keinen Einfluss auf die Lage der Schnittweiten der einzelnen Farben.
Der Luftspalt beeinflusst die sphärische Korrektur und es lässt sich über ihn auch die SA höherer Ordnung korrigieren. Letzteres geht allerdings nicht immer vollständig, das kommt auf die Glaskombinationen an.

Die Lage der Schnittweiten zueinander bestimmt man über die Krümmungsradien der Linsen.
Deshalb müssen diese auch angepasst werden wenn die Schmelze deutlich von den Katalogwerten abweicht.
Meist macht man das aber nicht und es kommt dann zu Verschiebungen der Schnittweiten zueinander.
Über den Luftspalt kann man da dann aber nichts machen.

Man kann sich aber trotzdem auch anders behelfen und die Lage der Schrittweiten zueinander optimieren ohne die Krümmungsradien der Linsen zu verändern.
Das gelingt über einen Glasweg.
Ein Glasweg verlängert die Schnittweite von Blau gegenüber Grün und verkürzt die von Rot gegenüber Grün.
Fällt Blau also zu kurz wie es bei etlichen „neuzeitlichen“ Refraktoren teilweise mit Absicht der Fall ist lässt sich das über einen Glasweg verbessern.
Besteht der eher seltene Fall das es anders rum ist und Blau zu weit fällt könnte man das über einen Glaswegkorrektor verbessern.

Allerdings ist der Farbfehler einfacher Achromate recht groß so das man auch einen sehr langen Glasweg benötigen würde um dort nennenswerten Einfluss auf die Lage der Schnittweiten zueinander zu nehmen.
Dort ist das daher eher nicht praktikabel.
Bei EDs oder APOs ist ein Glasweg bzw. ein GWK aber ein sinnvolles Mittel die Lage der Schnittweiten zueinander zu optimieren wenn diese einmal nicht optimal liegen sollten und so die Farbkorrektur zu verbessern.

Grüße Gerd
Niklo Erstellt am: 27.09.2018 : 10:11:16 Uhr
Hallo Gerd,
ich weiß nicht, ob es mit dem Luftspalt zu tun hat, aber man liest immer häufiger, dass manche moderne Refraktoren so ausgelegt sind, dass der Farbfehler "verschoben" ist, also weniger Farbfehler im Blauen und mehr im Roten.
Wie wird eine "Verschiebung" des Farbfehlers erreicht? Geht das auch durch Wahl eines anderen Luftspalts?
Im konkreten Fall scheint es eh "wurst" zu sein, da die Abbildung nur einen moderaten Farbfehler zeigt. Ich kenne das auch bei meinem Vixen 80L aber auch beim 102/1100, die mit moderatem Farbfehler recht gut abbilden.
Servus,
Roland
Gerd-2 Erstellt am: 26.09.2018 : 20:30:46 Uhr
Hallo Michael,

Zitat:
mich würde einmal interessieren, wie man bei einem Luftspalt-Achromaten eigentlich den korrekten Linsenabstand ermittelt ?


ich nehme an das du dich hierbei auf eine bereits existierende Optik beziehst bei der es Probleme mit der sphärischen Korrektur gibt und diese willst du über den Luftspalt optimieren.
Beim theoretischem Design ist es ganz einfach, man überlässt das ermitteln des optimalen Luftspaltes einfach dem Optikdesignprogramm.
Das bedeutet man gib den Luftspalt zur Berechnung frei.
Es sei denn es gibt Gründe sich für einen ganz bestimmten Luftspalt zu entscheiden, dann legt man diesen einfach so wie gewünscht fest und sperret die Berechnung des Luftspaltes.
Das Design wird dann auf den gewünschten Luftspalt hin gerechnet.
Da man hier dann bei gesperrter Berechnung des Luftspaltes einen Freiheitsgrad weniger hat kann es sein das sich die SA höherer Ordnung nicht mehr voll korrigieren lässt oder man im Feld kleine Kompromisse machen muss.
Das ist aber nur bei recht angespanntem Design relevant, also bei kleinen Öffnungszahlen und großer Öffnung oder bestimmten Glaspaarungen.
Bei den von dir erwähntem 100 F10 und erst recht beim 102 F 13,2 einfachen Achromaten ist das aber völlig irrelevant.
Hier kann man den Luftspalt in weiten Grenzen beliebig festlegen ohne das man irgendwelche praxisrelevanten Nachteile hätte.
Selbstverständlich muss das Design dann auf den gewünschten Luftspalt hin gerechnet werden.

Um nun auf deinen Fall zurückzukommen.
Passt die sphärische Korrektur bei einem Exemplar einmal nicht und man möchte diese über den Luftspalt optimieren ist es zur Berechnung des optimalen Luftspaltes natürlich nötig den Korrekturzustand des zu optimierenden Exemplars zu Quantifizieren.
Also die SA zu messen.
Ohne Messwert hat man natürlich keine Grundlage für die Berechnung.

Der erste Schritt muss also immer eine Messung des Istzustandes sein.
Kennt man das Ausmaß der SA und natürlich auch die Richtung also ob über oder Unterkorrektur vorliegt ist es kein großes Thema sich von einem Optikdesignprogramm den optimalen Luftspalt für das betreffende Exemplar berechnen zu lassen.
Man geht wie folg vor.

Schritt 1 erstgellen eines Designs das auf den jetzigen Luftspalt gerechnet wird.
Man legt den Luftspalt also auf den Istwert fest und sperrt dessen Berechnung.
Natürlich ist es hilfreich die Gläser zu kennen und noch besser wäre es natürlich gleich das Design zu kennen.
Zur Not würde man aber auch zumindest bei einfachen Achromaten auch ohne Kenntnis der genauen Gläser oder gar des Designs einen Anhaltspunkt für den optimalen Luftspalt erhalten.

Schritt 2 nach erstellen des Designs wird dieses über die Krümmungsradien der Linsen an den Istzustand des betreffenden Exemplars angepasst.

Schritt3 die Berechnung der Krümmungsradien der Linsen wird gesperrt und die Berechnung des Luftspaltes wird nun freigegeben.
Das Optikdesignprogramm berechnet nun selbständig den optimalen Luftspalt für das betreffende Exemplar ohne die anderen Parameter zu verändern,geschafft.

Grüße Gerd
mkoch Erstellt am: 13.09.2018 : 10:19:28 Uhr
Hallo Michael,

Zitat:
Original erstellt von: wambo
mich würde einmal interessieren, wie man bei einem Luftspalt-Achromaten eigentlich den korrekten Linsenabstand ermittelt ?
...
Wie würde man nun den optimalen Linsenabstand berechnen können um beide "Fehler" möglichst klein halten zu können ?



Mir fallen da nur zwei Möglichkeiten ein:

a) Alle Linsenradien so genau wie möglich mit einem Sphärometer messen, die Mittendicken messen, für die Brechungsindices die Tabellenwerte für die angenommenen Glassorten verwenden, dann alle Daten in ein Optik-Simulations-Programm eingeben und für verschiedene Luftspalt-Dicken berechnen, wie ein Stern abgebildet wird. Das Problem dabei ist, dass du die tatsächlichen Brechungsindices für die verwendeten Glaschmelzen nicht kennst.

b) Verschiedene Luftspalt-Dicken ausprobieren und einen Sterntest machen.

Gruß
Michael

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