Keilprismen und die Atmosphärische Diffraktion

    Hallo Zusammen,


    wir hatten unter


    http://swissbi.ch/post.asp?met…PIC_ID=109085&FORUM_ID=74


    eine Diskussion, inwieweit Keilprismen geeignet sind, die Wirkung der atmosphärischen Diffraktion aufzuheben und die Beobachtung zu verbessern. Keiner wusste etwas Genaues und Erfahrungen gab es auch noch nicht hierzu. Ich habe mir daraufhin je 2x das 0,5 ° und das 1° Keilprisma von Edmund Optics besorgt mit der VIS-0 Vergütung.


    http://www.edmundoptics.com/on…roduct.cfm?productid=2052


    Gefasst wurden die Prismen in leere Baader Filterfassungen. Leere Filterfassungen gibt es auch bei Teleskop-Express. Im einfachsten Fall kann man dies durch Umwickeln mit doppelseitigem Klebeband tun oder professionell mit speziell gedrehten Distanzringen zum Ausgleich des Unterschieds von 25 mm und 28,5 mm Durchmesser. Die Keilprismen können so einfach vor die Okulare in die Filtergewinde eingeschraubt werden.


    Die Orientierung der Keilprismen erfolgt dabei so, daß – beim Refraktor mit Zenitspiegel – der breite Rand des Keils jeweils zum Betrachter bzw. zum Boden zeigen muß. (Bei einem Newton müsste der breite Teil des Keils wohl auf 15.00 Uhr stehen.) Die Orientierung der Keilprismen wird einfach durch Drehen der Okulare in der Okularaufnahme erreicht.


    Am Himmel kann man dies mit einem Stern bzw. dem beobachteten Planet leicht sicherstellen, da man diesen durch Rotieren der Keilprismen mit dem Okular nur auf „18.00 Uhr“ im Refraktor mit Zenitspiegel (bzw. 15.00 Uhr im Newton) einstellen muß. Das Bild des Objektes rotiert im Bildfeld beim Drehen entsprechend dem Winkel des Keilprismas, d.h. es beschreibt bei 0,5° einen kleinen, bei 1° einen größeren Kreis. Bei der einzustellenden Position stellt man am unscharf eingestellten Objekt sofort fest, daß jeder rot/blaue Farbüberschuss entfällt, sich bei weiterem Drehen jedoch wieder einstellt.


    Beim Bino werden beide Okulare nur einmal entsprechend eingerichtet. Es genügt danach, das Bino insgesamt in der Ringschwalbe oder durch Lockern und Festziehen der Verschraubung so einzustellen, daß die ursprünglich eingestellte Position der Keilprismen gewährleistet ist.


    Bei azimutaler Montierung des Teleskops wie bei einer azimutalen Gabelmontierung entfällt dieses Nachstellen, da die parallele Orientierung der Keile zum Horizont dann immer gewährleistet ist. Bei äquatorialer Montierung muß man immer fortlaufend die Orientierung der Keilprismen bei steigender Horizonthöhe nachstellen. Es genügt jedoch völlig, dies alle 4 – 5 Minuten oder länger zu tun.


    Ein erster Eindruck ergab, daß bei Horizonthöhen unter 40 ° das 1 ° Prisma, bei Horizonthöhen über 40 ° bis jedenfalls 65° das 0,5° Prisma zweckmäßig und effektiv ist. Es genügt, durch die vorgegebene feste Ablenkung der Prismen überhaupt eine Korrektur der atmosphärischen Diffraktion herbeizuführen, eine 100 % -ige Korrektur durch Verwendung zwei gegeneinander rotierender Keilprismen scheint jedenfalls für visuelle Zwecke nicht erforderlich.



    Erste Beobachtungseindrücke:


    Um es vorwegzunehmen: der Unterschied zur Beobachtung mit und ohne Keilprismen ist gewaltig und entscheidend. Ich beziehe mich auf ein ED-Triplett mit 110 mm und ein ED-Triplett mit 130 mm Öffnung.


    Jupiter: Bei Horizonthöhe von jetzt maximal 40 ° ist regelmäßig noch mit äußerstens 80 x zu beobachten, allerdings mit dem wenig zufriedenstellenden Resultat eines weichen, detailarmen flauen Bildes. Meistens sind wir versucht dies auf das „Seeing“ oder die halt doch nicht so gute Optik zu schieben. Weit gefehlt: hier schlägt die atmosphärische Diffraktion zu und zwar wie ! Bei Verwendung des 0,5° Prismas im Vixen LV 5 mm am 110 mm Refraktor konnten spielend 150 x und bei Verwenden eines ED 3,8 Okulars noch 200 x sehr gut verwendet werden. Die Darstellung war detailreich, klar, scharf und von hohem Kontrast. Zufällig konnte ich einen Schattendurchgang eines Mondes beobachten. Dabei trat in dessen Folge eine kleine helle Scheibe vor den Jupiter und zog vor der jetzt ja beginnenden „Phase“ auf der leicht verschatteten Seite durch. Das war der Mond, der den Schatten geworfen hatte! Sowohl Schatten als auch die Scheibe des Mondes vor dem Planet waren knackscharf und beides im Kontrast klar abgehoben und getrennt vor der hellen Scheibe des Jupiter.


    Bei einer weiteren Beobachtung konnte die Vergrößerung im 130 mm Refraktor bis auf 300 x getrieben werden, allerdings bei dann etwas weichem Bild. 250 x wäre wohl das Optimum gewesen. Dabei wurde dabei eine diagonale Verbindung zwischen den südlichen Bändern sichtbar, die mir bislang nicht zugänglich war.


    Es versteht sich, daß bei beiden Beobachtungen Jupiter selbst scharf und ohne jeden farbigen Rand im Okular stand.



    Mond: Der Mond wurde bei einer Horizonthöhe von 65 ° beobachtet. Eine Wirkung der Keilprismen hatte ich nicht erwartet bzw. mit einer farblichen Überkorrektur gerechnet. Beobachtet habe ich mit dem Bino. Was tat sich wirklich? Ich habe noch nie so weiße Kraterränder und Kliffe gesehen. Bei Beobachtung ohne Prismen zeigten diese einen leicht blau/grünen Rand, der mir bislang entgangen war. Die Darstellung wechselte bei Verwendung der Prismen auf eine hochgradig plastische, reliefhafte Qualität, wie ich sie bislang noch nicht kannte (und ich beobachte den Mond nicht erst seit ein paar Jahren). Die Mondränder hatten eine Präsenz, daß man unwillkürlich an geologische Formationen denken musste. Selbst im flach beleuchteten Zentralbereich des Mondes zeigten die Formationen einen greifbar reliefhaften Charakter, der sonst in der flachen Beleuchtung untergeht. Das Ganze wie gesagt bei einer Horizonthöhe von 65° !


    Als vorläufiges Ergebnis daraus kann ich festhalten:


    Die atmosphärische Diffraktion beeinträchtigt unser Beobachtung viel stärker, als wie dies gemeinhin annehmen. Eine Korrektur ist mit einfachen Mittel, nämlich Keilprismen mit festem Ablenkwinkel möglich. Die Korrektur führt zu einer deutlich verbesserten Darstellung. Einen Effekt wird man erst ab einer Vergrößerung von 80 x aufwärts feststellen, wobei es auf den Durchmesser des Objektives / Spiegel und damit seine Auflösung ankommt. Je größer das Objektiv / der Spiegel ist, um so mehr wird man den Effekt der Korrektur bei mittleren und hohen Vergrößerungen nutzen können. Die Grenze liegt dann bei dem, was das Seeing tatsächlich zulässt, und das ist weit mehr als wir glauben.


    Ich sehe eine Verwendung auch in der Sonnenbeobachtung bei niedrigen und mittleren Höhen, z.B. zur Beobachtung der Granulation. Ich schließe nicht aus, daß sogar bei kleinen Deep-Sky Objekten und Verwendung mittlerer und hoher Vergrößerungen der Kontrast und die Durchzeichnung verbessert werden kann wie z.B. bei planetarischen Nebeln.


    Bei Verwendung von Farbkameras oder Video kann mit einer besseren Wiedergabe gerechnet werden. Ob die Genauigkeit eines RGB-Abgleichs immer erreicht werden kann, ist zweifelhaft, er ist zum Erzielen zufriedenstellender Ergebnisse auch wohl nicht immer erforderlich. An die photographische Verwertung mögen sich die Sternfreunde mit dem entsprechenden Know How und Gerät machen.


    Nach meinem Eindruck ist die Verwendung von Keilprismen in den Niederlanden und in Frankreich bei Amateurastronomen weithin bekannt und wird dort regelmäßig praktiziert. Dies in der Form der gegeneinander rotierbaren Keilprismen – sogenannten Risley Prismen. Unter astrosurf.com finden sich entsprechende Nachweise unter correcteur de dispersion atmospherique mit Bildbelegen aus den vergangenen Jahren. Im englischen Umfeld finden sich nur erstaunlich wenige Erläuterungen unter der Bezeichnung wedge prism.


    Zusammengefasst erscheint mir eine Beobachtung von Planeten ohne Keilprisma grundsätzlich nicht mehr sinnvoll. Die bevorstehende tiefe Mars-Opposition gibt hier ein gutes Feld zum Erproben. Weitere Beobachtungsfelder zum Einsatz von Keilprismen liegen nahe.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Dietmar,


    Ich erinnere mich noch gut an unsere Diskussion von neulich. Ich finde es klasse, dass Du die Theorie von damals in die Tat umgesetzt hast, dazu noch mit solchem Erfolg! Wenn sich die atmosphärische Diffraktion bei stark vergrößernden Planetenbeobachtungen wirklich so stark auswirkt wie beschrieben, wäre das ein echter Hammer!
    Wenn die Franzosen und Niederländer so etwas schon länger praktizieren, gibt es da ja vielleicht auch fertig montierte Prismen?


    Marcus

    16" f/4 Dobson, 6" f/5 Dobson, C8, 60/360 Apo, 70/700 PST-Mod "Sunlux"


    Zeige mir einen Dobson und ich zeige Dir eine Baustelle

    Servus miteinander,


    schon lustig wie man manchmal durch Zufall innerhalb kürzester Zeit auf genau so ein Thema stösst.
    Erst letztes Wochenende bin ich auf Michael Kochs Seite gelandet: http://www.astro-electronic.de/wedge.htm.


    Grund des ganzen: Hab schon seit längerer Zeit eine Barlow, in der wohl eine Linse minimal schief sitzt und durch Drehung die Refraktion eliminiert. Reicht aber leider nicht ganz für Saturn in den frühen Morgenstunden. Visuell find ichs nicht so tragisch und den Unterschied sehe ich nur am Rand von Sonne/Mond. Ist natürlich auch ungünstig mit ner "defekten" Barlow, aber meine Farbwebcam liefert definitiv bessere Bilder.


    Grüsse
    Korbinian

    Hallo Dietmar,


    ich glaub, so ein Prisma werde ich mir auch besorgen. Vielen Dank für die Anregung!


    Zu Einstellung der Korrektur kann man übrigens den Abstand des Prismas vom Fokus verstellen, wenn man nicht zwei Drehprismen verwendet. Im Fokus ist es ja wirkungslos, und die Länge des Spektrums wächst linear mit dem Abstand des Prismas vom Fokus.


    Herzliche Grüße
    Arnold

    Hallo Arnold,


    abhängig vom Horizontabstand und dem Zustand der Atmosphäre, muß eine unterschiedlich starke Dispersion kompensiert werden. Das geht niemals über eine Abstandsänderung, die zwar ein Spektrum in die Länge zieht oder staucht, aber darum geht es hier überhaupt nicht. Hier muß die Dispersion der Anordnong gezielt verändert werden, um die atmosphärische Dispersion kompensieren zu können.
    Hast Du Deine Methode an Objekten mit unterschiedlichem Horizontabstand praktisch erprobt?? Deine Ergebnisse würden mich sehr interessieren!!


    Grüße


    Kurt

    Hallo Arnold, hallo Kurt,


    Zu: "Zu Einstellung der Korrektur kann man übrigens den Abstand des Prismas vom Fokus verstellen, wenn man nicht zwei Drehprismen verwendet. Im Fokus ist es ja wirkungslos, und die Länge des Spektrums wächst linear mit dem Abstand des Prismas vom Fokus."


    Ich habe mir das am künstlichen Stern mit dem 2,5 LV von Vixen bereits angesehen: man kann durch Abstandsänderung sowohl den Radius, in dem das Objekt bei Drehen des Prismas im Feld wandert erweitern, als auch die Spreizung des erzeugten Spektrums verstärken. Es gibt leere 1 1/4 Abstandshülsen, mit denen man einen entsprechenden Abstand erzeugen kann, und die in die Filtergewinde der Okulare eingeschraubt werden oder man nimmt einen Filterhalter bzw. Filterschublade zum Einschrauben. Man kann nach meinem Eindruck so durch Abstand mit dem 0,5° Prisma denselben Effekt wie beim 1 ° Prisma erzeugen bzw. die Zwischenbereiche abdecken. Am Stern unter freiem Himmel habe ich das so noch nicht ausprobiert, da es diesen ja derzeit nicht gibt.


    Hallo Marcus,


    Zu: "...gibt es da ja vielleicht auch fertig montierte Prismen?"


    da ist Basteln angesagt, was ja auch ganz schön ist.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Dietmar,


    durch die Dispersion der Atmosphäre, kommt das blaue Licht einer punktförmigen Quelle unter einem anderen Winkel im Teleskop an, als der rote Spektralanteil. Diese Winkeldifferenz zwischen rot und blau muß das Keilplattenpaar mit der genau umgekehrten Dispersion wieder zu Null machen. Da dieser Winkel vom Horizontabstand und dem Atmosphärenzustand abhängt, muß die Dispersion des Plattenpaares einstellbar sein. Nur eine Keilplatte hat eine feste Dispersion (Winkel zwischen blau und rot), die höchstens in einer speziellen Situation passen kann. Die Brechungswinkeldifferenz zwischen blau und rot kann durch keine Abstandsänderung verändert werden. Mit einer einzelnen Platte kann jedes Licht in ein Spektrum zerlegt werden. Spektrometer arbeiten mit nur einem dispergierendem Element (Prismen oder Gitter). Mit nur einer Keilplatte hat man ein "Summenspektrum" aus Atmosphäre und Prisma. Im allgemeinen kann diese Summe mit nur einer Platte nicht zu null gemacht werden.


    Grüße


    Kurt

    Hi, dazu eine Verständnisfrage:


    Nehmen wir mal an, die Keilplatte erwirkt eine Überkorrektur. Würden sich die divergierenden Strahlen dann nicht irgendwo hinter der Platte mehr oder weniger bündeln? Dann könnte man durch Abstandsveränderung diesen Punkt festlegen, oder? Müssen die Lichtstrahlen komplett zusammengeführt und parallel sein oder reicht es, wenn der Effekt an einem bestimmten Punkt im Strahlengang hinreichend erreicht ist?


    Kann durchaus sein, daß ich da zu simpel denke. Wär' interessant, das mal in Oslo oder Zemax zu simulieren. Ich kenne mich mit dem Programm leider noch nicht aus.


    Viele Grüße
    Stick

    Hallo Stick,


    auch wenn sich zwei Strahlen unterschiedlicher Neigung irgendwo schneiden, sieht das Auge trotzdem zwei Objekte. Nur parallele Strahlen ergeben einen Objektpunkt. Es kommt auf die Richtung der Strahlen an und nicht darauf, ob sie sich irgendwo treffen.
    Alle Strahlen von einem Stern die in das Auge eindringen, sei es direkt oder durch ein Teleskop, sind untereinander parallel. Die Strahlen von einem zweiten, danebenliegenden Stern, sind wieder untereinander parallel, aber das zweite Strahlenbündel ist gegen das erste Strahlenbündel geneigt und wir sehen in einigem Abstand den zweiten Stern.
    Ganz anders sieht es aus, wenn man mit zwei Optiken auf einen Bildschirm Bilder projiziert. Stelle Dir zwei Diaprojektoren vor, die eine Leinwand benützen. Da kann man die aus verschiedenen Richtungen ankommenden Lichtbündel zu einer Abbildung vereinigen. Das klappt nur, wenn sich die Lichtbündel am Ort der Abbildung vereinigen. Beim Auge oder einer Kamera, überkreuzen sich die Lichtbündel im Objektiv, und nicht am Ort der Abbildung (Filmebene, Sensor, Netzhaut).


    Grüße


    Kurt

    Hallo Kurt,


    Zu: "Die Brechungswinkeldifferenz zwischen blau und rot kann durch keine Abstandsänderung verändert werden."


    Ich denke, da hast Du recht. Was ich gesehen habe, ist die größere Spreizung des Spektrums, die mit der Vergrößerung des Abstandes einhergeht. Was sich bei der Abstandsänderung auch ändert, ist allerdings der Radius der Auslenkung des gesehenen Objekts im Bildfeld.


    Zu: "Im allgemeinen kann diese Summe mit nur einer Platte nicht zu null gemacht werden."


    Ich gehe auch davon aus, daß die Verwendung eines einfachen Keilprismas nicht überall und immer zu einer "Nullung", d.h. einer 100 %-iger Korrektur der atmosphärischen Diffraktion führt. Die tatsächlich erzielte Korrektur ist ja davon abhängig, wie nahe der fixe Winkel des Keilprismas und der bei der jeweiligen Horizonthöhe erforderliche Winkel zum Ausgleich der Atmosphärischen Diffraktion beieinanderliegen oder zufällig sogar genau passen. Es liegt auch am Substrat, wie die beiden Spektren sich einander wirklich entsprechen. Das Keilprisma muß in seinen Brechungseigenschaften ähnlich denen von Luft sein. Beide Substrate - Luft und das verwendete Glas - erzeugen ein gemischtes Spektrum. Die Beobachtung zeigt jedoch, daß die mit den verwendeten Keilprismen erzielte näherungsweise Korrektur bereits ausreicht, um eine signifikante Verbesserung der Beobachtung in Details und Kontrast zu erzielen. Ich hoffe, ich hatte Dich so richtig verstanden.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Freunde,


    Ich hab gerade die Daten in OSLO hineingefüttert. Die Atmosphäre hab ich mit einem Prisma Vakuum / Luft mit bis zu 60° Winkel (also Objekt 30° über Horizont) simuliert. Brechzahlen der Luft aus http://refractiveindex.info/ für die betrachteten Linien (d, F, C). Als Optik hab ich einen 16" F4.5 Newton genommen, damit ich gleich sehe, was bei meinem Fernrohr zu beachten ist. Keilplatte 0,5° Keilwinkel, 3mm Mittendicke, Glas BK7.


    Auffällig, daß mit der Korrektur sich das Bild verschiebt. Dementsprechend ändert sich die Justage des Newton, Koma tritt dabei auf. Sinnvoll ist es daher, die Keilplatte hinter dem Komakorrektor einzusetzen. Sonst muß nach der Farbkorrektur der Hauptspiegel nachjustiert werden. Nur ein wenig, aber in den Spots kommen die Stranlen schnell aus der Airy Disk heraus. Hinter dem Korrektor ist aber der freie Raum zum Fokus begrenzt, falls Okulare mit Smith Linse eingesetzt werden.


    Damit wird eine Korrektur über zwei zueinander verdrehte Keilplatten wieder interessanter. Zumindest muß sehr genau geschaut werden, welchen Raum die Keilplatte überstreichen darf.


    Ohne diese Begrenzung (etwa bei einem APO oder Cassegrain) würde ich eine Keilplatte und veränderlichen Abstand bevorzugen. Durch Verschieben der Keilplatte ist in jedem Fall die Korrektur für 2 Linien zu erreichen (etwa C und F), der Rest des sekundären Spektrums verschwindet im Beugungsscheibchen. Im Zenit würde jedoch die Keilplatte in den Fokus rutschen, jeder Schmutz auf der Platte wäre direkt zu sehen. Daher müßte in Zenitnähe die Platte entfernt werden. Eine doppelte Keilplatte könnte immer drinnen bleiben, 2 weitere Glas-Luft Flächen sind der Preis. Kein Beinbruch, aber wenn ich denke, daß andere Kollegen in monozentrische Okulare reinkriechen, und kleine Gesichtsfelder zulassen, nur um zwei Fläche zu sparen[:(].


    Im Detail kann ich mir die Lösung erst am Wochenende ansehen.


    Clear Skies
    Arnold

    Hallo Arnold,


    toll, daß Du Dich der Sache annimmst, Du hast da wesentlich weitergehende Möglichkeiten. Vielleicht ist es Dir möglich, eine parallele Simulation für den 110 /f7 Refraktor zu erstellen, um das bisher aus der Beobachtung Berichtete einordnen zu können. Es ist sicher instruktiv zu sehen, wie sich die Verhältnisse bei Geräten mit unterschiedlicher Größe und Aufbau grundsätzlich ändern.


    Bei Deiner Simulation mit diesem Genauigkeitsgrad kann es möglicherweise relevant sein, daß sich der Brechungsindex der Atmosphäre mit der Höhe verändert, d.h. man müsste den speziellen Brechungsindex für 30 ° über Horizont berücksichtigen
    (siehe z.B. hier: http://books.google.de/books?i…20atmosph%C3%A4re&f=false)


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Dietmar,


    die Änderung des Brechngsindex mit der Höhe kann man für unsere Fragestellung vernachlässigen. Sie ist nur zusammen mit der Erdkrümmung nötig, wenn wir den Betrag der Refraktion für kleine Horizonthöhen berechnen wollen. Für uns ist es aber egal wegen der Annäherungen das atmosphärische Spektrum etwas größer oder kleiner ist. In der Praxis werden wir ja auch nicht Luftfeuchte und Temperatur messen und dann mit den daraus erhaltenen Brechzahlen die optimale Position berechnen, sondern die Keilplatte einige mm weiter verschieben, bis die Korrektur optimal ist.


    Für die Dispersion der Luft ist im von Dir verlinkten Buch eine einfachere Formel angegeben, die vermutlich im optischen Bereich auch genau genug ist.


    Herzliche Grüße
    Arnold

    Hallo Dietmar und Kollegen,


    wenn das Keilprima bei der visuellen Beobachtung eine deutlich sichtbare Verbesserung bringt,
    wäre das echt der Hammer.
    Fast unglaublich im Informationszeitalter.
    Da ich visuell mit meinem 8" (200/4000) Kutter viel beobachte
    werde ich mir je mal ein 0,5° und 1° Prisma bestellen.
    Falls ich ein bißchen nachjustieren muß, ist das absolut kein Problem.
    Kann ich die Keillinse zum ersten testen hinten in die Okularaufnahme
    einschrauben.? Einsatz ist die Planetenbeobachtung.
    Ich werde dann berichten.
    Kann allerdings bei diesem Wetter eine Weile dauern.[V]

    Hallo Dietmar, hallo Achim,


    ich bin gerade dabei, eine kleine Excel Tabelle zur Berechnung der Korrektur aufzustellen. Dabei ist mir aufgefallen, daß die Keilprismen im Katalog nicht mit dem Keilwinkel, sondern mit dem Ablenkwinkel angegeben werden.


    Da ist dann 1° schon starker Tabak. Für den kurzen Apo reicht sicher das 0.5° Prisma, beim Kutter ist ein 1° Prisma oder sogar 2° eher geeignet.
    Das Prisma verkippt die optische Achse, sie geht dann nicht mehr durch die Okularmitte. Beim Apo sicher unwichtig, beim Kutter vermutlich auch noch, aber bei einem schnellen Newton vielleicht kritisch.
    Verglichen mit einem 1° Prisma muß für ein 0.5° Prisma der Abstand zum Brennpunkt verdoppelt werden, beim 2° Prisma halbiert. Sonst ist die Wirkung gleich.
    Das sekundäre Spektrum nach der Korrektion ist in jedem Falle vernachlässigbar.


    Kurz die Resultate als Beispiel für drei Teleskope (Sp Spektrum durch atmosphärische Dispersion):


    für 110 / 770mm Apo, Prisma mit 0.5° Ablenkwinkel, Airy Disk 0.009mm:
    30° Zenitdistanz, Sp. 0.003mm < Airy D., Prisma 5mm vor Fokus
    45° Zenitdistanz, Sp. 0.005mm < Airy D., Prisma 9mm vor Fokus
    60° Zenitdistanz, Sp. 0.009mm ~ Airy D., Prisma 15mm vor Fokus
    75° Zenitdistanz, Sp. 0.020mm > Airy D., Prisma 33mm vor Fokus


    für 200 / 4000mm Kutter, Prisma mit 1° Ablenkwinkel, Airy Disk 0.027mm
    30° Zenitdistanz, Sp. 0.016mm < Airy D., Prisma 27mm vor Fokus
    45° Zenitdistanz, Sp. 0.028mm ~ Airy D., Prisma 46mm vor Fokus
    60° Zenitdistanz, Sp. 0.048mm > Airy D., Prisma 80mm vor Fokus
    75° Zenitdistanz, Sp. 0.103mm > Airy D., Prisma 172mm vor Fokus
    Verschiebung des Brennpunktes um 3mm bei 75° Zenitdistanz sollte für Kutter noch kein Problem sein
    ein 2° Prisma hätte dieselbe Wirkung bei halbem Abstand vom Brennpunkt!


    für 400 / 1800 Dobson, Prisma mit 1° Ablenkwinkel, Airy Disk 0.006mm
    30° Zenitdistanz, Sp. 0.007mm ~ Airy D., Prisma 12mm vor Fokus
    45° Zenitdistanz, Sp. 0.013mm > Airy D., Prisma 21mm vor Fokus
    60° Zenitdistanz, Sp. 0.022mm > Airy D., Prisma 36mm vor Fokus
    75° Zenitdistanz, Sp. 0.047mm > Airy D., Prisma 77mm vor Fokus
    Verschiebung 1.4mm bei 75° Zenitdistanz.


    Wie weit das Spektrum noch Auswirkungen hat, wenn es kleiner als die Airy Disk ist, kann ich nicht beurteilen. Bei einem Drittel der Airy Disk (Beobachtung Dietmar, Mond, Höhe 65° also Zenitdistanz 25°) hätte ich keine Auswirkung erwartet.
    Die Länge des Spektrums und damit auch der Abstand des Prismas vom Brennpunkt skaliert mit der Brennweite am Ort des Prismas. Wenn also das Prisma hinter einer Barlow eingebaut wird, ist die Brennweite der Kombination Objektiv+Barlow einzusetzen.
    Das Prisma könnte im Okularauszug verschiebbar eingebaut werden, oder mit Distanzhülsen am Okular befestigt.


    Für die Berechnung wurde die Atmosphäre als Keil gerechnet mit der Zenitdistanz als Winkel. Brechzahlen für Luft und BK7 wurden mit den Formeln von http://refractiveindex.info/?group=GASES&material=Air erhalten.


    Schön wäre ein Prisma, das aus Kron und Flintglas zusammengesetzt ist und das Spektrum korrigiert ohne die optische Achse zu knicken. Für die Spektralzerlegung sind solche Geradsicht Prismen nach Amici üblich, aber ich hab kein solches Prisma mit kleinem Keilwinkel gefunden.


    Clear Skies
    Arnold

    Hallo Arnold,


    vielen Dank für die Berechnung.[:)]
    Das erspart etliche Versuche bei den doch schlechten
    Beobachtungsbedingungen.
    Ich werde nachher mal prüfen welche Kombination sich beim
    Kutter besser integrieren läßt.
    Den Rest muss dann die Praxis zeigen.
    Bin echt gespannt.

    Hallo Achim,


    Zu: „Kann ich die Keillinse zum ersten testen hinten in die Okularaufnahme einschrauben? Einsatz ist die Planetenbeobachtung. “


    Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich Dich richtig verstanden habe. Ich hatte die gefassten Keilprismen wie ein Filter auf das Okular geschraubt, wobei die plane Seite des Keils in Richtung Objektiv zeigt. Ich glaube, Du meinst, ob man das Keilprisma auch hinten auf das Okular aufstecken oder dort aufschrauben kann. Das halte ich prinzipiell für möglich, um die Korrektur zu erzielen. Möglicherweise wäre das auch zweckmäßig, um eine einfache Veränderung des Abstands zu realisieren. Das Einblickverhalten dürfte sich aber ändern, da Du ja dann etwas mehr Abstand zur Augenlinse einhalten musst. Bei einem ED bzw LV Okular sollte das kein Problem sein.


    Berichte doch einfach mal, was Du auf diese Weise siehst.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Arnold,


    das ist schon mal eine sehr verdienstvolle Übersicht und gibt bereits etwas Klarheit. Ganz herzlichen Dank für die Arbeit und Deinen Einsatz. Ein paar Punkte stelle ich zur Diskussion:


    Zu: „Verglichen mit einem 1° Prisma muß für ein 0.5° Prisma der Abstand zum Brennpunkt verdoppelt werden, beim 2° Prisma halbiert. Sonst ist die Wirkung gleich.“


    Dies bedeutet also im Sinne unserer oben geführten Diskussion über diesen Aspekt, daß allein die Länge des vom Keilprisma erzeugten Spektrum entscheidend ist und nicht der Winkel, unter dem das Keilprisma sein Spektrum erzeugt. Die Länge des Spektrum verändert sich wiederum mit dem Abstand zum Fokus.


    Zu: „Das sekundäre Spektrum nach der Korrektion ist in jedem Falle vernachlässigbar.“


    Das entspräche genau meiner Beobachtung.



    Zu.“ Die Länge des Spektrums und damit auch der Abstand des Prismas vom Brennpunkt skaliert mit der Brennweite am Ort des Prismas. Wenn also das Prisma hinter einer Barlow eingebaut wird, ist die Brennweite der Kombination Objektiv+Barlow einzusetzen.“


    Das ist eine wichtige Aussage für die Verwendung des Keilprisma am Bino mit einem Glaswegkorrektor, der ja ähnlich wie eine Barlow wirkt. Ich verstehe Deine Aussage in Verbindung mit der in den Werten des Kutter erkennbaren Tendenz bei kleinen Öffnungsverhältnisse so, daß dann z.B. beim 110 / 770mm Apo und einem Glaswegkorrektor mit Faktor 1,7 oder 2,6 eher das Prisma mit 1 ° als das 0,5° Keilprisma zum Einsatz kommen sollte.


    Zu: „Schön wäre ein Prisma, das aus Kron und Flintglas zusammengesetzt ist und das Spektrum korrigiert, ohne die optische Achse zu knicken.“


    Wenn Du da eine konkrete Vorstellung hast, zeichne das doch mal auf. Daß es so etwas nicht gibt, bedeutet ja nicht, daß man es nicht bauen lassen oder aus standardmäßig erhältlichen Komponenten zusammenstellen kann. Es wäre allerdings zu fragen, ob so gegenüber den Resultaten für das einfache Keilprisma hier eine noch beobachtbare Verbesserung zu erwarten ist.


    Weiter oben hattest Du die Coma angesprochen, die bei großen Öffnungsverhältnissen, also kurzer Brennweite und großer Öffnung, zu erwarten ist. Das ist sicher noch ein relevanter Punkt, gerade für Dobsons wie Deinen. Ich kann hierzu aus der Beobachtung mit dem 110 / 770mm Apo folgendes beitragen:


    Ich hatte mir Sirius mit dem 1 ° Keilprisma und dem 2,5 mm Vixen LV bei einer Kulminationshöhe von ca. 25 ° eingestellt. Zusätzlich habe ich ein mittleres Graufilter ND 0,6 also mit 25,11 % Transmission verwendet. Das resultierende Beugungsbild war schulmäßig, d.h. eine Coma nicht zu erkennen. Ich vermute, daß sie bei diesem Öffnungsverhältnis von f7 innerhalb des Airy-Scheibchens liegt. Bei Deinem f 4,5 Dobson kann das schon anders aussehen.


    Könntest Du in Deiner Tabelle noch den Wert der erzielten Coma angeben, damit man erkennen kann, bei welchem Öffnungsverhältnis einem wahrnehmbaren Grad an Coma zu rechnen ist?


    Besten Dank !


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Dietmar,


    eigentlich habe ich schon alles gesagt.


    Alle in das Auge eintretenden, untereinander parallelen Strahlen, werden auf der Netzhaut in einem Punkt vereinigt. Wenn also der rote und der blaue Strahl in einem Punkt gesehen werden sollen (und nicht als Spektrum auseinandergezogen), müssen sie als parallele Strahlen ins Auge eintreten. Interessanterweise ist es nebensächlich,ob sie zueinander parallelveschoben sind oder nicht.
    Da zwischen rot und blau beim Eintritt in das Objewktiv ein Winkel vorhanden ist, ist auch beim Austritt aus dem Okular ein Winkel vorhanden. Dieser ist zu null zu machen, damit die Farben als ein Punkt gesehen werden.


    Man sieht, mit irgendwelchen Abständen hat das überhaupt nichts zu tun.


    Es ist ziemlich egal, an welcher Stelle des Strahlengangs die Winkelkorrektur erfolgt.


    Viele Grüße


    Kurt

    Hallo Dietmar, hallo Kurt


    (==>)Kurt:
    natürlich ist es möglich, auch mit einem Prisma hinter dem Okular das atmosphärische Spektrum zu korrigieren. Ähnlich wie die Astigmatismus Korrekturlinsen. Aber dort führt man nur eine Winkelkorrektur ein, die ist vom Ort des Keiles unabhängig. Und man hat nur den kurzen Augenabstand zur Verfügung, das kann etwas knapp werden. Aber mit einigen verschiedenen Keilen kann sicher eine ausreichende Annäherung versucht werden. Achtung: der Keilwinkel ist abhängig von der Vergrößerung!


    Bei einem Keil vor dem Fokus wird durch die Winkeländerung nur eine Verschiebung der Austrittspupille verursacht, die vernachlässigbar ist. Für die Wirkung ist nur die Länge des Spektrums im Fokus maßgeblich.


    (==>)Dietmar:
    Ja, es ist nur die Länge des Spektrums im Fokus von Interesse. Wenn der Keil hinter dem Fokus montiert ist (siehe oben), halt die virtuelle Länge.


    Zum Glaswegkorrektor:
    wenn der Keil vor dem Glaswegkorrektor sitzt, ist nur die Brennweite des Apos und der Abstand Keil-Primärfokus maßgeblich. Wenn er dahiner sitzt, die kombinierte Brennweite von APO + Glaswegkorrektor und der Abstand Keil-Sekundärfokus.


    Zur Koma:
    Bei einem Apo tritt so knapp an der Achse sicher keine Koma auf. Das Problem beseht nur bei einem kurzbrennweitigen Newton, dessen beugungsbegrenztes Feld wenige mm beträgt. Da kann man einfach die angegebene Verschiebung mit dem beugungsbegrenzten Feld vergleichen. Im schlimmsten Falle muß man halt den Newton etwas nachjustieren.


    Zu dem Geradsichtprisma:
    Einfach ein Kronglasprisma mit 1° Ablenkwinkel (ca. 2° Keilwinkel) verkehrt auf ein Flintglasprisma mit 1° Ablenkwinkel (ca. 1.5° Keilwinkel) fügen (Öl oder Kanadabalsam). Mit Luftabstand hintereinanderschalten geht auch, hat aber zwei Glas-Luft Flächen (Reflexionen) mehr. Schon hat man ein Prisma, das keine Ablenkung hat (+1° und -1° heben sich auf), aber doch ein Spektrum erzeugt. Nur gibt es das Flintglasprisma nicht im Katalog. Ist aber wie gesagt nur für den Newton von Interesse, wenn überhaupt. Alle anderen wichtigen Optiken haben ein ausreichend großes beugungsbegrenztes Bildfeld.


    Herzliche Grüße
    Arnold

    Hallo Dietmar,Hallo Arnold,


    ich bin immer davon ausgegengen, das die Keilprismen vor dem Okular eingesetzt werden.
    Arnold hat die Abstände ja netterweise berechnet.
    Ich habe gestern Abend Prismen mit 1° und 2° bestellt.
    Die werden morgen oder übermorgen aus England eintreffen.
    Die baue ich dann in 1,25z Filterkörper ein und werde die über
    Verlängerungen vor dem Okular einschrauben.
    Es gibt 18mm und 25mm Verlängerungen.
    Damit kann man erstmal testen.
    Die 2° Prismen sind beim Kutter idealer, da die im
    2" Zenitspiegel gerade noch reinpassen ohne am Zentspiegel anzustoßen.
    Zumindest bei Objekthöhen in dennen sich die Planeten so rumtummeln.
    Da ich gestern beim Kutter den Hauptspiegeltubus getauscht und die
    Spiegel mal gesäubert habe muss ich vorher eh den Kutter am Stern endjustieren.
    Dafür brauche ich mal gutes Seeing. Da sehe ich die größten Probleme.
    Für erste Bewertungen sollte es aber reichen.

    Hallo Sternfreunde,


    hier mal die ersten Beobachtungen mit einem 2° (Ablenkwinkel) Keilprisma
    von Edmund Optics an meinem 8“ Kutter mit Pentax XL14 bei 285fach vom Wochenende.


    Mit einer 18mm Verlängerungshülse vor dem Okular geschraubt
    (geschätzter Abstand Keillinse 50mm Gesamtabstand vom Fokus) ist der ohne Prisma
    deutlich sichtbare Farbverlauf an Sirius (Höhe ca. 20 Grad über dem Horizont)
    fast verschwunden. Die Sternabbildung im Fokus ist deutlich besser.
    Am nächsten Tag habe ich Jupiter noch in der Dämmerung bei ca. 35° Höhe durch
    teilweise durchziehenden Hochnebel bei gutem Seeing beobachten können.
    Ohne Keilprisma konnte ich am Jupiterrand minimale Farbe sehen.
    Mit Prisma konnte ich den komplett wegdrehen.
    Eine Verbesserung in der Detailerkennbarkeit von Strukturen in der Jupiteratmosphäre
    war bei den durchziehenden Hochnebelfeldern nicht erkennbar.
    Im Anschluss hatte ein gebraucht gekaufter 60° Binoansatz von Baader bei 375fach
    „First Light“.
    Ohne Zenitprisma am Kutter zeigte der ebenfalls zu meinem Erstaunen
    auch keinerlei Farbe. Ein Keilprisma wurde hier nicht eingesetzt.!
    Der Effekt des beidäugigen Sehens ist einfach genial. Muss man selber erlebt haben.
    Die berechneten Abstände decken sich mit den Praxisversuchen doch recht gut.
    Der Einsatz des Keilprismas ist völlig unkritisch und für mich persönlich würde
    das schon ausreichen.
    Weitere Versuche (Optimierung der Abstände + 2 Stk.2° Keilprismen hintereinander einstellbar und Einsatz 1° Prisma) folgen mal bei passender Gelegenheit.
    Ich hoffe die Infos bringen euch weiter.

    Hallo Zusammen,


    auch die Profis denken an Korrektoren für die atmosphärischen Diffraktion (Atmospheric Dispersion Corrector) unter Abstandsveränderung von Keilprismen mit festen Ablenkwinkeln zum Fokus. Unter Goncharov et al., Atmospheric dispersion compensation for extremely large telescopes, 2007 wird ein System beschrieben, in dem der Abstand eines Keilprisma zum Fokus lateral verändert wird. Das erzeugte Spektrum wird durch ein nachfolgendes, gegenständiges Keilprisma in dem Masse korrigiert, wie es für den jeweiligen Abstand über dem Horizont erforderlich ist (p.1538: „The amount of dispersion introduced by the ADC is proportional to the axial distance between the two wedges, which makes it possible to match the effect of the ADC to a current value of atmospheric dispersion by moving one of the wedges along the optical axis.“). Hierbei ist das Ziel, den verbleibenden Rest an atmosphärischer Diffraktion im Airy-Scheibchen verschwinden zu lassen.


    http://www.nuigalway.ie/resear…/chrispapers/Paper140.pdf


    Für unsere Zwecke dürfte die Verwendung einzelner Keilprismen ausreichen.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Leute,


    hier mal wie versprochen mein erster Saturn für dieses Jahr mit einer
    Keillinse 1° Ablenkwinkel im Strahlengang.
    Das Seeing war halbwegs brauchbar, es gab Momente von einigen Sekunden
    mit ruhigem Bild. Hier ein reines Luminanzbild ohne jegliche Filter.
    Leider war das Seeing nicht über längere Zeit stabil, so dass ein aussagefähiger Vergleich, Keillinse / keine Keillinse,
    nicht sicher möglich war. Tendenz geht aber zugunsten der Linse.
    Dazu brauche ich mal eine halbe Stunde mit konstanten Bedingungen.
    Jedenfalls schadet Sie nicht. Ist bislang mein bester Saturn.



    Daten:
    Sumix CMOS Kamera M81M,
    volles Gain und 100ms (10 fps) , schneller geht’s nicht, da Empfindlichkeit fehlt.
    Autostakkert! bei 30% Auswahlrate, 1,5 x Drizzel
    Schärfung mit Giotto, Filterform; Dreieck, Charakteristik: Quadrat, Rauschfilter: Gauss
    Rauchfiltergröße:3, Filtergröße:7, Filterwirkung: 250%,
    mit Photoshop noch Tonwertkorrektur und Helligkeitsanpassung.


    Für meinen Kutter soll ja nach Arnolds Berechnungen der Abstand Keillinse 1°, CCD bei
    30 Grad Horizonthöhe so um die 80mm sein.
    Hier habe ich die Keillinse aber hinter einem 1,25 x Baader Glaswegkorrektor eingesetzt.
    Die Brennweite ist gemessen knapp f/25, also um 5m.
    Wenn ich das richtig sehe müsste der Abstand dann ja größer gewählt werden?.
    Vielleicht kann mir das ja jemand bestätigen.


    Visuell setzte ich die Keillinsen jetzt fast immer bei hohen Vergrößerungen in niederigen Horzonthöhen ein.

    Hallo nochmals,



    mir kam die Idee, daß man die UHC-Filter für das Kalibrieren der Keilprismen verwenden kann:


    UHC-Filter bevorzugen ein Band im Blauen und einen kleinen Teil im Roten. Die Filterkurven der Lumicon Deep-Sky, Lumicon UHC, Astronomic UHC und des Baader UHC-S Filter decken genau den Bereich ab mit einem ausgeprägten Anteil im Blau und einem mehr oder weniger ausgeprägten Teil im Rot.


    Normalerweise sehen wir in einem UHC-Filter daher einen blauen Punkt neben einem roten, wenn wir auf einen Stern fokussieren. Dies ist die atmosphärische Diffraktion. Der Abstand hängt dabei von der Horizonthöhe des Sterns ab. Wenn sich beides Zentrieren lässt, ist die atmosphärische Diffraktion korrigiert.


    Das Keilprisma wird dafür so gewählt und der Abstand zwischen Okular und Keilprisma so verändert, daß sich der rote und der blaue Anteil decken. Dies kann man ganz empirisch am Objekt durchführen, ohne sich überlegen zu müssen, welcher Abstand gerade für welche (Gesamt)-Brennweite die passende ist. Auch photografisch müsste sich das leicht realisieren lassen.


    Mit meinem alten Lumicon UHC habe ich das mal an Spika ausprobiert: der kleine rote Punkt wanderte mit Rotation des 1° Keilprismas genau in das Zentrum des im Übrigen blau leuchtenden Stern und verschwand darin, je näher ich der optimalen Position des Keilprismas kam. Es funktioniert also.


    Eine Abstandsveränderung kann man visuell einfach durch Herausziehen und Klemmen des Okulars, oder Verwenden eines Baader-Mikrofokussierers und Klemmen in der passenden Positon bzw. eine Click-Lock-Klemme erreichen. Photographisch wird man eine der variablen T-2 Verlängerungen von TS oder Baader oder einfach einen T2-Konterring verwenden, das müsste gehen.


    Auf diese Art müsste es jetzt möglich sein, unter allen technischen Voraussetzungen und für jede Höhe über dem Horizont die passende Einstellung zu erzielen und bei Bedarf zu kontrollieren.



    Beste Grüße


    Dietmar


    anbei noch der Link zu den Filterkurven der genannten UHC-Filter:


    http://astrosurf.com/buil/filt….htm#Lumicon%20Deep%20Sky

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