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 Keilprismen und die Atmosphärische Diffraktion
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darksiteseeker
Meister im Astrotreff

Deutschland
303 Beiträge

Erstellt am: 19.01.2011 :  21:57:27 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Zusammen,

wir hatten unter

http://swissbi.ch/post.asp?method=ReplyQuote&REPLY_ID=467627&TOPIC_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/onlinecatalog/displayproduct.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

oolways wook on the daaak side of sky !

http://darksitefinder.com/maps/world.html

Bearbeitet von: darksiteseeker am: 24.05.2011 11:30:35 Uhr

Mettling
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
4937 Beiträge

Erstellt  am: 19.01.2011 :  22:22:34 Uhr  Profil anzeigen
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/3,7 Dobson, 6" Reisedobs, C8, ED 80/560, Sunlux (Skylux/PST-Mod)
Vixen SP-DX und Porta, Star Adventurer
Zeige mir einen Dobson und ich zeige Dir eine Baustelle.

Bearbeitet von: am:
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iNiB
Meister im Astrotreff

Deutschland
545 Beiträge

Erstellt  am: 19.01.2011 :  23:16:55 Uhr  Profil anzeigen  Besuche iNiB's Homepage
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

Das elektronische Teleskop - http://escope.de
Aktuell: Videotutorial Mars

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Arnold3
Senior im Astrotreff

Österreich
165 Beiträge

Erstellt  am: 19.01.2011 :  23:47:37 Uhr  Profil anzeigen
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

Bearbeitet von: am:
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maul-wurf
Meister im Astrotreff

Deutschland
833 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  01:43:04 Uhr  Profil anzeigen
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

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darksiteseeker
Meister im Astrotreff

Deutschland
303 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  07:37:25 Uhr  Profil anzeigen
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

oolways wook on the daaak side of sky !

http://darksitefinder.com/maps/world.html

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maul-wurf
Meister im Astrotreff

Deutschland
833 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  09:43:46 Uhr  Profil anzeigen
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

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Stick
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1068 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  10:06:17 Uhr  Profil anzeigen
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

Videoschnitt-Anleitung (Zeitraffer etc.) http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=138528

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maul-wurf
Meister im Astrotreff

Deutschland
833 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  17:55:06 Uhr  Profil anzeigen
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

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darksiteseeker
Meister im Astrotreff

Deutschland
303 Beiträge

Erstellt  am: 20.01.2011 :  23:20:40 Uhr  Profil anzeigen
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

oolways wook on the daaak side of sky !

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Arnold3
Senior im Astrotreff

Österreich
165 Beiträge

Erstellt  am: 21.01.2011 :  01:49:53 Uhr  Profil anzeigen
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

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darksiteseeker
Meister im Astrotreff

Deutschland
303 Beiträge

Erstellt  am: 21.01.2011 :  07:01:02 Uhr  Profil anzeigen
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?id=cBjgsL5UXa4C&pg=PA201&lpg=PA201&dq=brechungsindex+atmosph%C3%A4re&source=bl&ots=tKGnHIETw0&sig=1kvEctAv8cTr9rtynDcL74m0Eu8&hl=de&ei=3BU5TfylApHOswaa-9zzBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CCUQ6AEwAg#v=onepage&q=brechungsindex%20atmosph%C3%A4re&f=false)

Beste Grüße

Dietmar

oolways wook on the daaak side of sky !

http://darksitefinder.com/maps/world.html

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Arnold3
Senior im Astrotreff

Österreich
165 Beiträge

Erstellt  am: 21.01.2011 :  08:41:38 Uhr  Profil anzeigen
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

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AchimK
Senior im Astrotreff

Deutschland
220 Beiträge

Erstellt  am: 22.01.2011 :  17:03:37 Uhr  Profil anzeigen
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.

Gruß Achim

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Arnold3
Senior im Astrotreff

Österreich
165 Beiträge

Erstellt  am: 23.01.2011 :  01:14:34 Uhr  Profil anzeigen
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

Bearbeitet von: am:
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AchimK
Senior im Astrotreff

Deutschland
220 Beiträge

Erstellt  am: 23.01.2011 :  12:37:47 Uhr  Profil anzeigen
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.

Gruß Achim

Bearbeitet von: am:
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