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 Lichtsammelleistung

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Ü B E R S I C H T    
Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 16:56:09 Uhr
Hallo Gemeinde, hätte nach drei Jahren da mal eine grundsätzliche Frage zu den in Shops gemachten Angaben zur Lichtsammelleistung von Reflektoren. Dort wird immer eine bestimmte Lichtsammelleistung für einen Reflektor angegeben. Also Bspw. Für 8" meistens 840 des menschlichen Auges und für 10" meistens das 1320 fache des menschlichen Auges. Jetzt das entscheidende. Ist dies Lichtsammelleistung rein auf den Spiegel bezogen ? Also sind die Angaben mit oder ohne die Obstruktion durch den Fangspiegel zu verstehen ? Grüßle
D I E    14   L E T Z T E N    A N T W O R T E N    (Neue zuerst)
winnie Erstellt am: 21.07.2019 : 16:55:05 Uhr
Moin Namenloser!

> Bspw. Für 8" meistens 840 des menschlichen Auges und für 10" meistens das 1320fache

Na, solange nicht irgenwo in der Ecke des Prospekts steht, wie man auf diesen Wert kommt, ist er reichlich sinnlos und nichtssagend.
Lichtsammelleistung bezieht sich (wie auch hier im Thread endlich festgestellt wurde) auf die Flächen der zu vergleichenden Optiken im Verhältnis zur Pupillenöffnung (in den allermeisten Fällen 7 mm DM, wie man durch Rückrechnung leicht rauskriegt).
Bei einem Refraktor sollte man die Transmissionsverluste pro Linse von der Gesamtfläche der Öffnung abziehen, beim Reflektor natürlich die Flächen (!) der obstruierenden Bauteile (FS) und (!) den Reflexionsverlust jeder (!) dieser Flächen.
Wenn man - wie in der Realität meistens benötigt - auch den Reflexionsverlust eines Zenitspiegels abzieht, kommt man auf den Wert, der beim Okular auch ankommt.

Das kann beim SC mit Schmidtplatte, zwei 91% reflektierenden Spiegeln im Teleskop und einem 91% reflektierenden ZS ziemlich schnell ziemlich übel aussehen.

Thread zu dem Thema: https://forum.astronomie.de/threads/meade-uhtc-vs-emc.28391/
.
Grafzahl66 Erstellt am: 20.07.2019 : 23:05:13 Uhr
Man muß auch beachten, das die Obstruktion nicht nur auf die Lichtsammelleistung einen Einfluss hat, sondern auch auf den Kontrast. Lässt sich der Lichtsammelverlust durch abzug der Flächen von Hauptspiegel und Fangspiegelschatten ausrechnen, so wird der Kontrastverlust eher durch das Verhältnis der Durchmesser abgebildet.
(Dabei die Reflexivität der Spiegel und andere Einflüsse mal aussen vor gelassen, die spielen nochmal zusätzlich eine Rolle)

Gruß Horst
Kalle66 Erstellt am: 20.07.2019 : 22:51:36 Uhr
*Vorübung*
Also ... 8" soll das 840-fache Lichsammelvermögen haben ...
Jetzt mal Dreisatz-Grundschule: Wie groß ist ein Kreis, der nur 1/840 der Fläche eines 8" (203mm nominal) hat? Ich komme da auf ~7 mm für die Pupille.
*Ende Vorübung*

Warum zählt beim Fangspiegel nur der kleine Durchmesser?
Gegenfrage: Warum ist der überhaupt elliptisch?
Antwort: Damit er beim Durchschauen am Ende kreisförmig erscheint. Beweis: Man schaue mal durch den Okularauszug (ohne Okular) einfach mal rein. Wie groß erscheint er dabei? So groß, wie sein kleiner Durchmesser.

Warum taucht die Zahl Pi in Stefans Formel nicht auf?
Weil man sie auf beiden Seiten der Gleichung rauskürzen kann, wenn es um Flächenvergleiche von Kreisflächen geht.

Alles in allem ein schöner Marketingspaß.
stefan-h Erstellt am: 20.07.2019 : 22:26:32 Uhr
Zitat:
Original erstellt von: Cancride183

Aha,die/man rechnen/rechnet jetzt als die Obstruktion auf das Verhältnis der Durchmesser der kleinen Achsen ? Hm. Keine Ahnung warum das Sinn macht. Bin davon ausgegangen dort sind die Flächen ins Verhältnis gesetzt.


Die Obstruktion wird so gut wie immer als lineares Verhältnis der Durchmesser angegeben. 200mm HS und 50mm FS würde als mit 20% (lineare) Obstruktion angegeben. Auf die Fläche bezogen wäre das ein Wert von ca. 6,25%

Der Sinn dürfte darin liegen- die beiden Durchmesser ins Verhältnis setzen rechnet sich schlichtweg einfacher als über die Kreisflächen zu gehen.

Christian_P Erstellt am: 20.07.2019 : 21:57:45 Uhr
Hallo zusammen,

die Verwirrung passiert, weil bei der Darstellung 1 - 0.29 x 0.29 etwas weggelassen wird, was man als trivial ansehen könnte.

1 entspricht dem vollen Durchmesser 1 ist 100% Durchmesser (ein normiertes Längenmaß) und die Obstruktion hat 0.29 oder 29% Anteil am Durchmesser.

Wenn aus Durchmessern Flächen werden sollen, kann man hoch 2 nehmen (quadrieren). Das ist dann eine quadratische Fläche, aber es geht ja nur um Verhältnisse. Deswegen ist das OK. Man sollte aber der Probe halber wirklich nochmal nachrechnen, dass bei Kreisflächen der selbe Anteil herauskommt.

Es wäre dann vollständig aufgeschrieben 1 x 1 - 0.29 x 0.29 oder anders geschrieben 1^2 - 0.29^2 der Flächenanteil in Bruchteilen von 1, der nach Abzug der Obstruktion noch übrig bleibt.





Schöne Grüße
Chris



Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 21:00:01 Uhr
Aha,die/man rechnen/rechnet jetzt als die Obstruktion auf das Verhältnis der Durchmesser der kleinen Achsen ? Hm. Keine Ahnung warum das Sinn macht. Bin davon ausgegangen dort sind die Flächen ins Verhältnis gesetzt.
Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 20:56:14 Uhr
Zitat:
Original erstellt von: stefan-h

Hallo "Cancride183",
Zitat:
Heißt also wenn ein Reflektor 29% oder so, Obstruktion hat, zieht man einfach 29 % von der Lichtsammelleistung ab...
Vielleicht zum Verständnis beitragend- die 29% beziehens ich auf das Verhältnis Durchmesser HS zu FS, nicht auf die Fläche.
Zitat:
Flächenformel für den Kreis ist ja Pi x R2
Dann mit den Durchmessern des HS und des FS (kleine Achse) rechnen.





Ahsouuuu das klingt jetzt einleuchtender muss ich durchrechnen wenn ich Zeit hab. Danke an alle und klarsten Himmel.
Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 20:52:08 Uhr
OK, Fläche volle Öffnung - Fläche Fangspiegel. Wenn man dabei aber näherungsmässig wie bei einem einem Quadrat rechnen könnte und die volle Fläche auf 1 mit 1 Kantenlänge setzt (weil 1x1=1) und dann einen Fangspiegel hätte der die Kantenlänge 0,5 hat. Also praktisch "halb" so groß ist wie der Spiegel selbst, dann hat man beim Fangspiegel eine Fläche von 0,5x0,5 =0,25. Was man direkt ins Prozentverhältnis setzen kann. Nämlich 25 % Obstruktion. 75 der Hauptspiegelfläche bleibt unbedeckt. Umgekehrt geht man dann von 25% Obstruktion aus und macht demnach wie ihr meintet 1-0,25^2 kommt man aber auf einen ganz anderen Wert. ? Man müsste aber bei 0,75 landen.
stefan-h Erstellt am: 20.07.2019 : 20:29:13 Uhr
Hallo "Cancride183",
Zitat:
Heißt also wenn ein Reflektor 29% oder so, Obstruktion hat, zieht man einfach 29 % von der Lichtsammelleistung ab...
Vielleicht zum Verständnis beitragend- die 29% beziehens ich auf das Verhältnis Durchmesser HS zu FS, nicht auf die Fläche.
Zitat:
Flächenformel für den Kreis ist ja Pi x R2
Dann mit den Durchmessern des HS und des FS (kleine Achse) rechnen.

mintaka Erstellt am: 20.07.2019 : 19:47:59 Uhr
Hallo "Cancride183",

bei einem Refraktor gibt es Transmissionsverluste im Glas plus Reflexionsverluste an jeder Glas/Luft-Fläche. Letztere hängen von der Vergütung und dem Einfallswinkel ab.
Die Formel für die relative lichtsammelnde Fläche eines Reflektors lautet 'Fläche volle Öffnung - Fläche Fangspiegel'. Dabei ist völlig egal, ob von einer runden oder quadratischen Fläche ausgegangen wird, darum '1² - lineare Obstruktion²'.

Gruss Heinz
Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 19:20:13 Uhr
Krass, da wäre man mit nem 152/750 Refraktor also fast auf Augenhöhe. Wobei die Lichtsammelleistung dort ja auch nur theoretische 600 Fach sind. Weil es ja auch die Transmissionsverluste gibt ? Ist das abhängig von der Güte der Linsen und oder der Länge des Rohres sprich Öf
fnungsverhältnis ? Also beim Refraktor ?

Das mit 1 - 0,29 x 0,29 ist nicht nicht so ganz klar. Flächenformel für den Kreis ist ja Pi x R2 . Wieso hier einfach die Prozentzahl quadriert wird muss ich mir in einer ruhigen Minute erst mal überlegen.
John23 Erstellt am: 20.07.2019 : 18:57:05 Uhr
Hallo,

man muss den Flächenanteil und die Reflexionsgrade berücksichtigen.

Bei 29% Obstruktion wäre der Faktor 1 - 0,29 x 0,29 = 0,9156

Dann noch die Reflexion, rechnen wir grob 90 % pro Spiegel, beim Newton also Haupt- und Fangspiegel machen zusammen Faktor 0,81.

Damit ist der resultierende Abschwächfaktor:

0,9156 * 0,81 = 0,742

Somit ist die Lichtsammelleistung eines 8 Zöllers als z.B. Newton nicht 842-fach sondern nur 624-fach.

klare Grüße

John
Cancride183 Erstellt am: 20.07.2019 : 18:49:14 Uhr
Hallo Stefan, das hab ich mir so schon so ziemlich gedacht. Heißt also wenn ein Reflektor 29% oder so, Obstruktion hat, zieht man einfach 29 % von der Lichtsammelleistung ab und ist bei der tatsächlichen Lichtsammelleistung. Refraktoren verlieren ja auch Licht auf dem Weg durchs Rohr wie du erwähnst. Gibt es da eine Faustformel, wieviel das muss in etwa ist ? Nehme an das muss direkt vom Öffnungsverhältnis abhängig sein. Gruss Canci
stefan-h Erstellt am: 20.07.2019 : 17:13:24 Uhr
Hi "Cancride183",

die Angabe dürfte meist rein auf die Öffnung bezogen sein. Der korrekte Abzug entsprechend Obstruktion und Reflektionsverlusten (oder Transmissionsverlust bei Refraktoren) bringt ja aus Marketingsicht keinen so großen Vorteil.

Dazu kommt- auf welche Größe der Augenpupille bezieht sich die Angabe? Manchmal auf 8mm, manchmal auf 7mm und es gibt Menschen, bei denen sich die Pupille nur auf vielleicht 6mm max. öffnet.

Zu beachten dabei grundsätzlich- der Gewinn bezieht sich rein auf punktförmige Objekte, also Sterne. Für flächige Objekte gilt das nicht, die zeigt dir keine Optik heller, als diese mit freiem Auge sichtbar sind. Das für flächige Objekte max. gesammelte Licht bekommst du nur dann, wenn die sich am Okular ergebende Austrittspupille gleich groß deiner Augenpupille ist, abzüglich Reflektions- bzw. Transmissionsverluste dann trotzdem kleiner der 100% der mit freiem Auge Helligkeit.

Gruß
Stefan

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