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 Seeingeinfluss - unterschiedliche Öffnungen
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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2895 Beiträge

Erstellt am: 17.10.2010 :  12:12:12 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo,

während der Politur meines 28" habe ich einige Simulationen bzgl des Seeingeinflusses angestellt. Um es vorwegzunehmen, ein hoher Strehl ist immer besser! Das ist aber eine Binsenweisheit. In der Praxis geht es um das Gesamtpaket aus Spiegellagerung, thermischem Verhalten, stabiler Kollimation, Fangspiegel, Handhabung und natürlich Okularabbildung um von dem gemessenen Strehl so wenig als möglich abzugeben. Den echten Strehl am Himmel zu messen ist nicht so einfach, mir ist keine praktikable Möglichkeit bekannt. Aber darum soll es jetzt nicht gehen.

Sondern um das Seeing und seinen Einfluss auf den Strehl. Und das ist sehr dramatisch!

Die Bilder zeigen schon klar in welche Richtung es geht.
Links ein perfekter 150mm APO, Strehl 1.000
Mitte ein perfekter Spiegel mit 710mm
Rechts ein 710mm Spiegel mit RMS= 0,119 Waves, entspricht Strehl 0.57 (das ist rein zufällig der Wert meines Spiegels, wenngleich mit anderen Fehlertypen, geht nicht anders im Aberrator)

Erste Reihe ist die Sternabbildung bei Vergrößerung 3200x und darunter die Wavefront-Map mit den RMS Werten.

Die vier Gesamt-Bilder zeigen
Turbulence = 0,00
Turbulence = 0,05
Turbulence = 0,10 und
Turbulence = 0,15
Nach der Scalierung vom "Aberrator" natürlich, was sich nur relativ zu verschiedenen Öffnungen erschließt. Für der perfekten 150mm APO kann man das Seeing als ganz, ganz oben auf jeder Scala einschätzen. Pickering ist ja für 130mm definiert, das wäre ein noch besserer Vergleich. Selbst Turbulence = 0,10 ist schwierig von "perfekt" zu unterscheiden.

Los geht's,
Turbulence = 0,00


Turbulence = 0,05


Turbulence = 0,10


Turbulence = 0,15


Man sieht ganz deutlich, daß das oft erwähnte "Zusammenhalten des Beugungsscheibchens" bei hohem Strehl nur für Seeing-RMS-Werte gilt, die kleiner als typische RMS-Fehlerwerte des Spiegels sind. Für kleine Teleskope stimmt das mit dem "Zusammenhalten" ohne Zweifel und erklärt zwanglos die Forderung nach Strehl größer 0,9 bei den APO. Keine Frage!
Bei große Optiken bricht der Strehl allerdings dramatisch zusammen, so sehr, daß man sich wundert, daß überhaupt etwas zu sehen ist. Und tatsächlich muss man sich meist mit maximal 300x begnügen, was weit unter den Auflöse-Möglichkeiten selbst mittelmäßiger Spiegel bleibt.

Noch ein paar andere Zahlen und Öffnungen.
Diesesmal alles gemittelt, weil im Aberrator die Turbulenzen entsprechend wechseln und die Zahlenwerte entsprechend "turbulent" sind:

Wenn der Strehl eines perfekten 100mm APO's bei *fast* perfekten Seeing (Turbulence = 0,05)
von 1.00 auf 0.98 sinkt
rutscht
- ein perfekter 200mm von 1.00 auf 0.92,
- ein perfekter 700mm auf 0.52,
- ein perfekter 1400mm auf 0.41 !
wir sind auf der Pickering Scale, die ja für 130mm Öffnung definiert ist, noch ganz weit oben.

Ein Hauch mehr Turbulence (=0,10) und es sieht so aus:
100mm ---> 0.88
200mm ---> 0.66
700mm ---> 0.074
1400mm ---> 0.042

Auch hier gibt es mit 100mm noch geschlossene Beugungsringe, praktisch nicht von "perfekt" zu unterscheiden.

Ich schreibe das jetzt nicht um zu zeigen, das *mein* Spiegel mit Strehl 0,57 supergut ist, nein das würde ich sofort ändern, sobald ich die handwerklichen und messtechnischen Möglichkeiten habe (oder gleich einen deutlich größeren angehen. Aber auch wenn er deutlich schlechter wäre, würde man das nicht offensichtlich, zumindest nicht im Fokus, und nicht in den allermeisten Nächte, sehen.

Nein, ich will eher dazu ermuntern, ruhig große Spiegel anzugehen. Auch wenn sie aus verschiedenen Gründen nicht perfekt werden. Die zeigen aus eigener, kurzer Erfahrung deutlich(!) mehr als kleine, noch so perfekte. Da ich in der glücklichen Lage bin, zwei Spiegel (21" und 28") zu besitzen, beide mit absolut dem gleichen Verfahren vermessen, incl Fangspiegel, werde ich das weiter untersuchen.

Bei einem Space-Dobson sieht das anders aus, sowas hat allerdings schwerwiegende Nachteile für visuellen Beobachter

Viele Grüße
Kai

Bearbeitet von: am:

Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 17.10.2010 :  15:11:33 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kai,

erst mal Du hast hier eine sehr schöne Übersicht erstellt.
Aber der Titel dieses Threads ist nach meiner Meinung etwas irreführend.
Das Ausmaß des Seeings (absolut gesehen) ist nämlich nicht unbedingt von der Öffnung abhängig!
Es wird lediglich bei größeren Öffnungen wegen deren höherem Auflösungsvermögen deutlicher sichtbar.
Hier wird natürlich auch der Strehl entsprechend gedrückt da die Seeingbedingte Aberration die absolut gesehen nicht anders wie bei der kleinen Öffnung ist aber in Relation zum Beugungsscheibchen bei großer Öffnung natürlich dementsprechend größer erscheint.

Am besten man sieht das Seeing als Queraberration im Bogenmaß an, das sogenannte Seeingscheibchen.
Nur wenn das Seeingscheibchen kleiner als das Beugungsscheibchen ist kann ein Teleskop sein volles Auflösungsvermögen nutzen.
Das Seeingscheibchen ist ja auch in Deiner Aberrator Simulation dort sichtbar wo es größer als das Beugungsscheibchen ist.
Das ist bei 710mm bereits ab Turbulence 0,05 der Fall
Bei Turbulence 0,15 ist das Seeinscheibchen etwa so groß wie das Beugungsscheibchen der 100mm Optik. Damit würden hier beide Teleskope in etwa die gleiche Auflösung erreichen.
Auch wenn der Strehl für die 710mm Optik bereits im Keller ist.
Allerdings ist schon noch ein merklicher Unterschied auch bei Turbulence 0,15 zwischen der Perfekten 710mm Optik und der mit Strehl 0,57 zu sehen.
Ich kann deshalb Deiner Aussage

Zitat:
Aber auch wenn er deutlich schlechter wäre, würde man das nicht offensichtlich, zumindest nicht im Fokus, und nicht in den allermeisten Nächte, sehen.


nicht zustimmen, Deine Simulation zeig einen merklichen Unterschied, das macht sich auch in einem entsprechend besseren Auflösungsvermögen der perfekten 710mm Optik auch bei mäßigem Seeing bemerkbar.


Grüße Gerd

Bearbeitet von: am:
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Timm
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2661 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2010 :  12:44:07 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Timm's Homepage
Hi Kai,

da hast du dir viel Arbeit gemacht. Danke dafür.

Die Praxis zeigt, dass es nur wenige Nächte im Jahr gibt, wo man an die Grenze gehen kann.
Bei mir waren es dieses Jahr allerdings schon ein gutes Dutzend Nächte,
wo ich den Strehlwert von 0,989 meines 20-Zöllers ausreizen konnte.
Das seeing lag dabei meist weit unter einer Bogensekunde.
So konnte man locker die Höchstvergrößerung mit dem 3,5er Nagler nutzen... ja, das gibt es wirklich!
Ich war zweimal in Namibia!
In Deutschland sieht es dagegen meist dürftig aus und 300fach ist dann schon eine hohe Vergrößerung.
Dabei kann man aber mit einem Lichtriesen bei flächigen Objekten immer noch sehr viel sehen.
Fazit: die Auflösung ist bei schlechtem seeing im Keller, aber das Lichtsammelvermögen ist immer noch hoch.
Sonst wäre es blöd, sich wegen der ein, zwei Nächte im Jahr einen 20-Zöller zu leisten!
Ich baue meinen 20er auch bei schlechtem seeing auf, denn ich bin froh, wenn es endlich mal einige klare Nächte gibt!
CS
Timm

48°24'39"N / 8°0'38"O
und
26°52'53"S / 25°01'32"O

carpe noctem
observo ergo sum


Bearbeitet von: am:
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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2895 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2010 :  13:43:38 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Timm,
Zitat:
So konnte man locker die Höchstvergrößerung mit dem 3,5er Nagler nutzen... ja, das gibt es wirklich!

Galube ich gern! Bisher hab ich mit 21" sowas nur einmal gesehen, und "nutzen" konnte ich es nur am Polarstern. Was anderes war kaum mehr zu sehen. Im Juni, irgendwo in der Morgendämmerung... Aber immerhin, es beruhigt ungemein, die Optik scheint in Ordnung zu sein.

Zitat:
In Deutschland sieht es dagegen meist dürftig aus und 300fach ist dann schon eine hohe Vergrößerung.

Ja, meistens. Alles was höher geht nutzt nur dem Abdunkeln des Hintergrunds und schafft Kontraste zu irgendwelchem Funzelzeugs

Zitat:
Fazit: die Auflösung ist bei schlechtem seeing im Keller, aber das Lichtsammelvermögen ist immer noch hoch.

Exak so sehe ich das auch. Es ist wenigstens hell! Und damit insgesamt besser oder eben überhaupt zu sehen.
Ohne diese blöde Atmosphäre hätten wir mit 20" schon fast 1/5 der Hubble Auflösung. An hellen Objekten würde man sich vor lauter Details kaum einkriegen

Hier noch drei animated Gif's unter gleichem Himmel.
Einmal 200mm Öffnung, das Seeing ist soooo schlecht nicht, wie man an dem teilweise noch geschlossenem Beugungsring sieht. Und dann einmal 700mm perfekt und einmal 700mm mit "leichten" Macken.
Speziell für Gerd
Ich gebe zu,daß ein Unterschied da ist. Die Fluktuationen sind recht groß, teilweise größer als der Unterschied der beiden reinen Optiken. Sowas kann ein statisches Bild wie oben nicht zeigen. Ein paar gute Ausreißer sind immer dabei, bei der besseren Optik sind's einfach mehr.




ps. einfach mal ein paar Meter weg vom Monitor gehen. Oben im 200mm ist Wega und unten die beiden sind etwas dunkler und nicht mehr in meiner Sternkarte drin

cs Kai

Bearbeitet von: fraxinus am: 18.10.2010 13:47:19 Uhr
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Timm
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2661 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2010 :  17:27:15 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Timm's Homepage
Zitat:
Original erstellt von: fraxinus


Ohne diese blöde Atmosphäre hätten wir mit 20" schon fast 1/5 der Hubble Auflösung. An hellen Objekten würde man sich vor lauter Details kaum einkriegen


cs Kai



Das kann ich wirklich bestätigen, denn im Frühjahr konnten wir in Namibia bei 0,25"-seeing mit dem 20er im Homunkulus-Nebel fast alle Details sehen wie auf dem HST-Foto! Einfach genial!
Da ist dann der perfekte Spiegel vom Roland voll in seinem Element...
CS
Timm

48°24'39"N / 8°0'38"O
und
26°52'53"S / 25°01'32"O

carpe noctem
observo ergo sum


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Stathis
Forenautor im Astrotreff

Greece
4720 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2010 :  23:23:59 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Stathis's Homepage
Gia sou Kai, jetzt hast du es geschafft.

Statt zu arbeiten sitzte ich stundenlang vor Aberrator und versuchte zu verstehen. Mit dem Programm stand ich ja schon immer etwas auf Kriegsfuß und die Geschichte mit der "Turbulence" (zu finden unter dem Reiter "Additional") verwirrt mich noch weiter, auch nach nochmaligem lesen des H.R. Suiter, Kapitel 7.

Warum ist bei gleicher "Turbulence" der RMS Wert von der Spiegelgröße abhängig? Was heißt z.B. Turbulence 0,1? Bei den statischen Fehlern wie sphärische Aberration, Asti usw. ist die Einheit Lambda peak to valley gemessen an der Wellenfront und ist richtigerweise unabhängig von der Öffnung. Wer kann mir das erklären?

Zitat:
Das Ausmaß des Seeings (absolut gesehen) ist nämlich nicht unbedingt von der Öffnung abhängig!
Es wird lediglich bei größeren Öffnungen wegen deren höherem Auflösungsvermögen deutlicher sichtbar.
Hier wird natürlich auch der Strehl entsprechend gedrückt da die Seeingbedingte Aberration die absolut gesehen nicht anders wie bei der kleinen Öffnung ist aber in Relation zum Beugungsscheibchen bei großer Öffnung natürlich dementsprechend größer erscheint.


100%-ig einverstanden. Größere Öffnung bringt größere Auflösung. Damit wird auch das Seeing besser aufgelöst.

Zitat:
Deine Simulation zeig einen merklichen Unterschied, das macht sich auch in einem entsprechend besseren Auflösungsvermögen der perfekten 710mm Optik auch bei mäßigem Seeing bemerkbar.

Da bin ich anderer Ansicht. Bei Beobachtung mit Teleskopen der 0,5 bis 1,2 m Klasse ist mir immer wieder aufgefallen, dass bei mäßigem und auch besserem Seeing die Störung durch die Turbulenzen so groß ist, dass das bei diesen Öffnungen winzige Beugungsscheibchen im Seeinggeflimmere kaum noch auszumachen ist. Da gehen Spiegelfehler der RMS=0,1 Wave Kategorie im Rauschen unter.

Auf die Gefahr hin als Strehl Ketzer auf dem Spiegelschleifer Scheiterhaufen zu landen, provoziere ich:
Bei Beobachtung im Fokus kann man einen 20" f/4 mit Strehl= 0,989 nicht von einem mit Strehl= 0,90 unterscheiden. An den intra- und extrafokalen Scheibchen wird man hingegen merkliche Unterschiede sehen können. Vielleicht kann es ein so erfahrener Beobachter wie Timm bei geradezu überirdischem Seeing von 0,25 Bogensekunden, aber auch da bleibe ich skeptisch. Das Beugungsscheibchen eines 20-Zöllers ist halt sehr sehr klein (Airy Disk Radius= 0,27"). Wie will man unterscheiden, ob 10% weniger Licht da genau reintreffen oder knapp daneben?

Übrigens, bei einem 20" f/4 ist bereits 0,7 mm außerhalb der optischen Achse der Strehl von 0,989 auf die 0,8 für "Beugungsbegrenzt" gefallen. Das 3,5 mm Nagler hat eine Feldblende von 2,4 mm Radius, somit ist bereits nach 30% des Gesichtsfeldes (=2,4 Bogenminuten) das Bild nicht mehr Beugungsbegrenzt - was aber kaum auffällt, da ein 20 Zöller eben auch mit 80% Strehl noch jede Menge Power hat - fast immer mehr als das europäische Seeing erlaubt.

Stathis
http://www.stathis-firstlight.de

Bearbeitet von: Stathis am: 18.10.2010 23:37:15 Uhr
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2010 :  17:47:36 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Miteinander,

warum schaut ihr euch denn nicht auch die MTFs an, z. B.:



fragt Kurt

Bearbeitet von: am:
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2010 :  21:16:22 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,

Zitat:
Da bin ich anderer Ansicht. Bei Beobachtung mit Teleskopen der 0,5 bis 1,2 m Klasse ist mir immer wieder aufgefallen, dass bei mäßigem und auch besserem Seeing die Störung durch die Turbulenzen so groß ist, dass das bei diesen Öffnungen winzige Beugungsscheibchen im Seeinggeflimmere kaum noch auszumachen ist. Da gehen Spiegelfehler der RMS=0,1 Wave Kategorie im Rauschen unter.


ja ok bei den hier angesprochenen Dimensionen mag sich das sicher etwas relativieren, ich will jetzt auch nicht irgendwelche Erbsen zählen und behaupten Strehl 0,99 und Strehl 0,95 würde schon einen sichtbaren Unterschied machen aber Kai hat von einen Spiegel mit Strehl 0,57 gesprochen und es klang so das der auch noch super ist und sogar noch deutlich schlechter sein könnte weil man bei den 710mm Öffnung bei durchschnittlichem Seeing sowieso keinen Unterschied bemerkt.
Gut bei Turbulence 0,15 ist wohl tatsächlich kein besonders großer Unterschied zum perfekten Spiegel zu sehen.
Es wäre allerdings anzumerken das ich dieses Seeing bei Turbulence 0,15 schon als relativ schlecht ansehe.
Die abstrakte Eingabe in Aberrator sagt ja erst mal wenig aber als Referenz steht ja die 100mm Optik.
Wenn es da schon so heftig wabert wie in der Animation von Kai sind wohl nicht mehr wie 100 bis 120fach sinnvoll und das wäre schon recht bescheiden zur Planetenbeobachtung.

Zitat:
Warum ist bei gleicher "Turbulence" der RMS Wert von der Spiegelgröße abhängig?


Das Seeing kann ja als Aberration um einem bestimmten Winkel gesehen werden (Seeingscheibchen).
Wird die Öffnung und damit die Einfallshöhe der Paraxial Strahlen größer bedeutet das bei konstantem Winkel das der Fehler der Wellenfront in nm oder Lambda an der Stelle größer werden muss.
PV und RMS verschlechtern sich deshalb mit zunehmender Öffnung.
Beim RMS kommen noch die wechselnden Flächenanteile bei dem Irregulären Seeingfehler hinzu.


(==>)Kurt
Ja die MTF ist natürlich auch interessant.
Was auffällt ist das die große Öffnung selbst bei deutlichem Seeing immer noch einen bescheidenen Kontrast um die 0,1 auch noch bei recht hohen Ortsfrequenzen nahe dem vollen Auflösungsvermögen auch bei 710mm Öffnung liefern kann.
Das wird wohl visuell am Planeten kaum was bringen weil dort der Kontrast feiner Details einfach von vornherein zu schwach ist damit nach dem Teleskop und deutlichem Seeingeinfluss noch was wahrnehmbares davon übrig bleibt.
Am Mond mit seinen relativ harten Kontrasten am Terminator sieht das sicher schon anders aus.
Aber vor allem Fotografisch mit entsprechender Bildbearbeitung könnte ich mir vorstellen das so noch Details auch am Planeten zum Vorschein kommen die wesentlich kleiner als das Seeingscheibchen sind und die Große Öffnung auch bei mittlerem Seeing punkten kann.

Grüße Gerd

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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1060 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2010 :  22:07:05 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Kurt

Hallo Miteinander,

warum schaut ihr euch denn nicht auch die MTFs an, z. B.:



fragt Kurt




Hallo Kurt,

was ist denn da aufgetragen, soll dies wirklich eine Kontrastübertragunsfunktion darstellen? Wo kommt den der Nulldurchgang und dann der Anstieg her?

Gruß

Thomas

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 19.10.2010 :  22:30:25 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas,

Zitat:
Original erstellt von: TGM

Zitat:
Original erstellt von: Kurt

Hallo Miteinander,

warum schaut ihr euch denn nicht auch die MTFs an, z. B.:


fragt Kurt




Hallo Kurt,

was ist denn da aufgetragen, soll dies wirklich eine Kontrastübertragunsfunktion darstellen? Wo kommt den der Nulldurchgang und dann der Anstieg her?

Gruß

Thomas


das sind original MTFs wie sie "Aberrator" bei Eingabe von Turbulence = 0,1 für 150 mm bzw.710 mm Öffnung ausspuckt, also Anszisse = normierte Ortsfrequenz, Ordinate = Kontrastübertragung.
Nur damit man die beiden Öffnungen grafisch direkt vergleichen kann wurde die Abszisse für 150 mm Öffnung um den Faktor 150/710 gestaucht. Wo die Anstiege nach den Nulldurchgängen herkommen das muß man schon einen Experten für Furieroptik fragen. Ich kann das nicht erklären.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: am:
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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1060 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  00:17:18 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Kurt

Hallo Thomas,


das sind original MTFs wie sie "Aberrator" bei Eingabe von Turbulence = 0,1 für 150 mm bzw.710 mm Öffnung ausspuckt, also Anszisse = normierte Ortsfrequenz, Ordinate = Kontrastübertragung.
Nur damit man die beiden Öffnungen grafisch direkt vergleichen kann wurde die Abszisse für 150 mm Öffnung um den Faktor 150/710 gestaucht. Wo die Anstiege nach den Nulldurchgängen herkommen das muß man schon einen Experten für Furieroptik fragen. Ich kann das nicht erklären.

Gruß Kurt



Hallo Kurt,

vielen Dank für die Erklärung, für mich sahen Kurven eher wie die Intensitätsverteilung im Beugungsbild aus, daher meine Frage. Im Grunde ist Intensitätsverteilung mit der MFT gekoppelt, denn sie lässt sich durch eine Fouriertransformation aus der räumlichen Transmissionsfunktion, die die Öffnung der Optik beschreibt, erhalten. Die Nulldurchgänge und der Anstieg des Kontrastes jenseits der Beugungsgrenze ist schon verwunderlich; hier kann ich auch nur spekulieren, da ich das Programm Abberator nicht kenne und daher auch nicht weiß, die die Funktionen intern berechnet werden.
Der Antstieg bei hohen Frefquenzen könnte jedoch mehr als nur ein Artefakt sein. Wenn die Ortzfrequenz bestimmte (vermutlich ungerade) Vielfache der maximalen Ortsfrequenz der Optik beträgt kommt es - allerdings nur bei streng periodischen Strukturen - zu einer Überlagerung wie bei einem Moire. Diesen Effekt kann man z.B. bei Auflösungstests mit Digitalkameras sehen, bei sehr hohen Ortsfrequenzen, die weit jenseits dessen liegen, was durch die Pixelgröße möglich zu sein scheint, werden wieder Strukturen aufgelöst, die allerdings nicht real sind, sondern lediglich darauf hinweisen, dass das abgebildet Objekt sehr feine Strukuten enthält und nicht gleichmäßig grau ist.
Ob diese zugegebenermaßen recht spekulative Erklärung hier zutrifft, kann ich nicht beurteilen, da ich mich mit Abberator nicht auskenne. Im Grunde ist die Diskussion auch etwas akademisch, denn vermutlich wird kaum jemand diesen Bereich der Kurven ernst nehmen.


beste Grüße

Thomas

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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  01:44:26 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas,

Zitat:
Die Nulldurchgänge und der Anstieg des Kontrastes jenseits der Beugungsgrenze ist schon verwunderlich;


wo bitte siehst Du einen Anstieg jenseits der Beugungsgrenze?
Ich denke hier liegt ein Missverständnis vor, die MTF ist Auf 1 = maximales Auflösungsvermögen der 710mm Optik genormt.
Es kann deshalb unmöglich dieser Wert 1 Überschritten werden genauso wenig wie zb. ein Strehl über 1 gehen kann.
Die 150mm Optik kann hier natürlich nicht diesen Wert 1 in dieser Darstellung erreichen sondern maximal 150/710 = 0,21 aber das hat Kurt ja schon geschrieben.

Das die 710mm Optik derart in der MTF gedrückt erscheint liegt an dem Seeing was hier mit eingerechnet ist.
Das Limit liegt selbstverständlich wesentlich höher und erstreckt sich Diagonal von Kontrast 1 zu Auflösung bzw. maximale Ortsfrequenz 1 durch das Diagramm was hier aber nicht eingezeichnet ist bzw. entfernt wurde.

Wenn die 710mm Optik jetzt auch bei hohen Ortsfrequenzen noch mal einen Anstieg der MTF zeigt liegt der trotzdem weit unterhalb des Limits und da das Diagramm nicht über 1 hinausgeht auch nicht über dem Auflösungsvermögen.

Mir gefällt hier die Darstellung in OpenFringe besser wo nicht die Ortsfrequenzen auf 1 genormt sind sondern direkt das Auflösungsvermögen in Bogensekunden auf der x Achse abgelesen werden kann.

Die 3. Möglichkeit ist die Angabe der Linien/mm was erst mal am Öffnungsverhältnis hängt genau wie der Durchmesser des Beugungsscheibchens in Mikrometern.

Grüße Gerd

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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1060 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  08:57:40 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Gerd-2

Hallo Thomas,

Zitat:
Die Nulldurchgänge und der Anstieg des Kontrastes jenseits der Beugungsgrenze ist schon verwunderlich;


wo bitte siehst Du einen Anstieg jenseits der Beugungsgrenze?
Ich denke hier liegt ein Missverständnis vor, die MTF ist Auf 1 = maximales Auflösungsvermögen der 710mm Optik genormt.
Es kann deshalb unmöglich dieser Wert 1 Überschritten werden genauso wenig wie zb. ein Strehl über 1 gehen kann.
Die 150mm Optik kann hier natürlich nicht diesen Wert 1 in dieser Darstellung erreichen sondern maximal 150/710 = 0,21 aber das hat Kurt ja schon geschrieben.

Das die 710mm Optik derart in der MTF gedrückt erscheint liegt an dem Seeing was hier mit eingerechnet ist.
Das Limit liegt selbstverständlich wesentlich höher und erstreckt sich Diagonal von Kontrast 1 zu Auflösung bzw. maximale Ortsfrequenz 1 durch das Diagramm was hier aber nicht eingezeichnet ist bzw. entfernt wurde.

Wenn die 710mm Optik jetzt auch bei hohen Ortsfrequenzen noch mal einen Anstieg der MTF zeigt liegt der trotzdem weit unterhalb des Limits und da das Diagramm nicht über 1 hinausgeht auch nicht über dem Auflösungsvermögen.

Mir gefällt hier die Darstellung in OpenFringe besser wo nicht die Ortsfrequenzen auf 1 genormt sind sondern direkt das Auflösungsvermögen in Bogensekunden auf der x Achse abgelesen werden kann.


Grüße Gerd




Hallo Gerd,

hier habe ich die Kurven in der Tat missverstanden, deshalb hatte ich Kurt ja nach der Achsbeschriftung gefragt. Trotzdem bleibt die Frage offen, wieso die MFT Nulldurchgänge zeigt. Bin ich der einzige der sich darüber wundert?

beste Grüße


Thomas

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dobsongucker
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1931 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  09:17:57 Uhr  Profil anzeigen
Guten Morgen,
sorry, "Strehl hin, Strehl her": wenn ich mit meinem bescheidenen 12,5", F=4,8 auf Rockerbox, bald wieder 14,5mag (Veränderliche Sterne!) erreiche, bin ich glücklich. Das bei Vergrößerungen bis 300fach. Beob.Ort: 10° 8' Ö.L., +52° 1' n.Br., 125 m ü. N.N., Stadtrand. Der Himmel gibt hier selten mit bloßem auge 6mag her, aber Hauptsache, man sieht etwas und kann das eigene Beob.-Programm durchziehen. Wenn auch das Wetter mitunter sehr zu wünschen übrig läßt. Selbst bei Vollmond wird beobachtet.

Gruß
Guenther

Bearbeitet von: am:
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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2895 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  09:22:40 Uhr  Profil anzeigen
Hallo zusammen,

(==>)Stathis:
Zitat:
Statt zu arbeiten sitzte ich stundenlang vor Aberrator und versuchte zu verstehen.

Sorry für den Arbeitsausfall aber es ist gut, daß Du Dich hier festgebissen hast. Kaum jemand hat so viele verschiedene Teleskope, unter verschiedenen Bedingungen gesehen wie Du. Und es waren auch einige der Meterklasse dabei, die Normalsterblichen visuell meist nicht zugänglich sind weil die meiste Zeit eine CCD dranhängt.
Zitat:
Warum ist bei gleicher "Turbulence" der RMS Wert von der Spiegelgröße abhängig?

Das ist nicht offensichtlich! Und genau wie Du bin ich vom dem Ausmaß der "Zerstörung" überrascht.
Ich will es, nach Gerds Erklärung, versuchen.
Diese Seite:
http://www.telescope-optics.net/induced.htm
finde ich am besten geeignet, das mathematische Level ist noch zu verdauen (Danke Gerd für den Link!)

Das allererste Bild zeigt die Tilt und Roughness Komponente. Der Schlüssel zum Verständnis sind also die Größenverhältnisse der der turbulenten Strukturen im Vergleich zur Teleskopöffnung!
Das ist wie mit dem Beobachten durch eine Fensterscheibe. Das habe ich als Kind mit dem Zeiss 50/540 im Winter gern praktiziert, war richtig gut, keine kalten Finger und schont den Papptubus
Wenn jetzt die Fensterscheibe großflächige Keilfehler (Tilt) und ein paar lokale Schlieren (Roughness) hat, dann steht die Chance mit 50mm recht gut, da unbehelligt durchzuschauen. Mit 700mm sammle ich den gesamten optischen Wegunterschied der Scheibe ein, was den hohen PV und damit RMS-Wert erklärt.

In der Praxis beobachtet man dann folgendes:
Im 50/540 hüfpt das Sternbild mehr oder weniger.
Mit 700mm steht es erstaunlich ortsfest da, ändert aber seine Größe.
(Und erleichter damit das Starhopping, weil die Sterne sauber nach Größenklassen geordnet sind )

Irgendwann bei ganz großen Optiken, wenn die Öffnung in der Größenordnung der Strörungsstrukturen liegt, sollte sich der RMS Wert stabilisieren und etwa konstant bleiben, also nicht mehr mit der Öffnung wachsen. Keine Ahnung ob das bei 10m schon der Fall ist?

Ich bin dabei mich weiter durch diese Seite:
http://www.telescope-optics.net/seeing_error.htm
zu ackern. Insgesamt ist alles schon erdacht, modelliert und berechnet, hätte mich auch gewundert wenn der Großteleskopbau solche Dinge dem Zufall überlässt. Aber auf der genannten Seite ist es sehr schön aufbereitet.

Ein ganz wichtiger Punkt ist der Parameter D/r0, und der Aberrator bietet hier vermutlich ein fixes Modell. Trotzdem finde ich das Programm, trotz mancher Bugs gut, um ein Gefühl für das Problem zu bekommen.

(==>)Kurt:
Ja, der Weg über die MTF's wäre Klasse. Dummerweise sind die MTF Charts genauso turbulent wie meine Bilder ganz oben und erschließen sich erst im statistischen Mittel. Weiterhin scheint es, nach der ersten Lektüre der obigen Seite, daß die ganzen Formeln für Strehl und RMS Rechnungen für die Seeingfehler nicht mehr uneingeschränkt gültig sind.
Normalerweise kann man zwei RMS Werte mit "geometrischer Addition" kombinieren. (Beispiel: RMS_a = 0,1 und RMS_b = 0,2 dann ist RMS_gesamt = Wurzel(RMS_a² + RMS_b²) = 0.224 )
Den entsprechenden Gesamt-Strehl erhält man durch einfache Multiplikation der Einzel-Strehls.

Wie auch immer, die beiden Links von oben muss ich erst mal setzen lassen, dann geht's weiter...

(==>)Gerd:
Die Öffnungen zu den statischen, bunten Bildern ganz oben sind 150mm und 710mm.
Bei den drei animated Gif's sind es 200mm und 700mm. Ich habe dem Aberrator nicht getraut und wollte alle Parameter bis auf die Öffnung konstant halten und es nicht anders hinbekommen, deshalb 200mm.
Ich kann das schlecht einschätzen, aber die Animation für 200mm zeigt doch recht gutes Seeing? Immerhin gibt es Momente mit deformiertem aber noch geschlossenen 1.Beugungsring.

Bei meinem Spiegel mit den Strehl 0.57, was unter Praxisbedingungen wohl *maximal* 0,5 sind, habe ich eben den Praxisbezug. Den perfekten Spiegel gibt es unter dem echten Himmel eh nicht, allein die Lagerung und das thermische Verhalten sind immer noch große Fragezeichen.

Nach dem Formeln von Zmek
http://www.intercon-spacetec.com/grundlagen/opt_qual.html
für den 20% Kontrastdurchmesser sollte der für den 710mm Spiegel abzüglich Fangspiegel in der Größenordnung 250-300mm liegen. Für meinen 21", der besser gelungen ist, komme ich ebefalls auf runde 300mm. Trotzdem zersägt der große den kleinen auch ohne Direktvergleich an allen bisher beobachteten Deep Sky Objekten, das ist überhaupt kein Vergleich! Das hat mich sehr gefreut aber auch stutzig gemacht. Vielleicht habe ich den Zmek auch falschverstanden...

Um eine Analogie zu bringen:
Wenn ich extra Reifen mit einer reibungsarmen Gummimischung auf mein Rennrad zu montiere, meine Hausstrecke eine Schotterpiste ist, dann kann das auf einer 1a-Zeitfahrstrecke trotzdem siegentscheidend sein. Nur muss dann auch mal Öl an die trockene Kette
Es kommt auf ein ausgewogenes Konzept unter Praxisbedingungen an.

Viele Grüße
Kai

Bearbeitet von: fraxinus am: 20.10.2010 09:28:14 Uhr
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 20.10.2010 :  12:33:55 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kai,

Zitat:
Die Öffnungen zu den statischen, bunten Bildern ganz oben sind 150mm und 710mm.
Bei den drei animated Gif's sind es 200mm und 700mm. Ich habe dem Aberrator nicht getraut und wollte alle Parameter bis auf die Öffnung konstant halten und es nicht anders hinbekommen, deshalb 200mm.
Ich kann das schlecht einschätzen, aber die Animation für 200mm zeigt doch recht gutes Seeing? Immerhin gibt es Momente mit deformiertem aber noch geschlossenen 1.Beugungsring.



ach so, hatte ich irgendwie überlesen, ich hatte mich da auf 100mm versteift, wohl deshalb.

Zitat:
Wenn der Strehl eines perfekten 100mm APO's bei *fast* perfekten Seeing (Turbulence = 0,05)
von 1.00 auf 0.98 sinkt…..



Ja wenn die Animation für eine 200mm Optik steht sieht die Sache natürlich ganz anders aus, da müsste ich ja meine grobe Schätzung der maximal sinnvollen Vergrößerung bei diesem Seeing auf 200 bis 240fach verdoppeln.
Das ist natürlich schon ein für unsere Verhältnisse ordentlicher Wert, also gutes Seeing da hast Du recht.

Zitat:
Nach dem Formeln von Zmek
http://www.intercon-spacetec.com/grundlagen/opt_qual.html
für den 20% Kontrastdurchmesser sollte der für den 710mm Spiegel abzüglich Fangspiegel in der Größenordnung 250-300mm liegen. Für meinen 21", der besser gelungen ist, komme ich ebefalls auf runde 300mm. Trotzdem zersägt der große den kleinen auch ohne Direktvergleich an allen bisher beobachteten Deep Sky Objekten, das ist überhaupt kein Vergleich! Das hat mich sehr gefreut aber auch stutzig gemacht. Vielleicht habe ich den Zmek auch falschverstanden...



Na ja das dürfte wohl klar am höherem Lichtsammelvermögen des 710mm liegen.
Auch wenn die Kontrastübertragung wegen des schlechteren Strehles mit dem 21Zöller vergleichbar ist ist das Bild im 710mm natürlich heller.
Um Details einer bestimmten Größe wahrzunehmen brauch es einfach einer Mindesthelligkeit.

Grüße Gerd

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