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 Polierte Spiegelrückseite --> schnellere Abkühlung
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Seite: von 6

Stathis
Forenautor im Astrotreff

Greece
4504 Beiträge

Erstellt am: 27.01.2011 :  15:22:20 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Stathis's Homepage
Im Nachbarforum und anscheinend auch von einem namhaften Optiker wird behauptet, dass bei nach hinten offener Spiegelzelle eine polierte Spiegelrückseite die im Spiegel gespeicherte Wärme stärker abstrahlt als eine matt geschliffene Oberfläche.

Ich habe zwar Thermodramatik und Kältetechnik studiert, finde aber keine mir physikalisch einleuchtende Erklärung dafür.

Was meint ihr?


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

Bearbeitet von: Stathis am: 27.01.2011 15:23:14 Uhr

victor9000
Mitglied im Astrotreff


70 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:33:56 Uhr  Profil anzeigen
Daß eine so polierte Oberfläche von aussen einfallendes Infrarot reflektiert leuchtet mir ja noch ein, wieso sie aber besser Wärme abstrahlen soll erschließt sich mir auch nicht. Bei Thermosflaschen verspiegelt man ja die Aussenseite u.a. auch wegen der dadurch geringeren Wärmeabstrahlung. Nach dem Kirchhoff'schen Gesetz strahlt ein gut absorbierender Körper auch gut und umgekehrt. Eine polierte Glas-Oberfläche absorbiert sehr schlecht, also strahlt sie auch schlecht ab.
Für konvektive Wärmeableitung wäre m.E. auch eine rauhe Oberfläche wesentlich besser, weil sie eine größere Oberfläche = größere Kontaktfläche = bessere Wärmeabgabe an die Luft hat.


Refr.: Tasco 14TE FH 60mm f15, SW FH 4" & 5"/f5
Newton: TAL 6"/f5 - TAL-2 6"/f8 - Bresser BlueLine 6"/f8,7 - Starfinder 10"/f4,5 & 16" f4,5
HEQ-5 & EQ-6 SynScan

www.myspace.com/kevinalambadynamix

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andi1234
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1046 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:37:10 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,
das müsste man mal praktisch austesten. Ich denke wenn die Rückseite rau ist müsste sie doch schneller auskühlen, da die Oberfäche größer ist. Ähnlich wie bei einem Heizkörper oder Im Computer die Aluteile für die Wärmebstrahlung die sind ebenfalls so gebaut das die Oberfläche größer wird. Es könnte aber sein, dass bei polierter Rückseite die Abkühlung gleichmäßiger erfolgt und die Spannungen durch unterschiedliche Temperatur zwischen Vorder und Rückseite kleiner sind.
Das sind zumindest meine hochwissenschaftlichen Ideen zu diesem Thema.
Ich denke der Unterschied kann aber nicht extrem sein und ich behaupte einfach mal das man das im Feld nicht merkt.
Viele Grüße, Andreas

Grüße aus Sachsen, Andreas

Bearbeitet von: am:
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PeJoerg
Altmeister im Astrotreff


1090 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:49:30 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Leute,
mit polierter Rückseite kühlt der Spiegel langsamer aus, da die Oberfläche kleiner ist.
Dies ist von Vorteil, da die Vorderseite auch poliert ist. Somit findet weniger Verzug des Spiegelmaterials beim Auskühlen statt, da der Wärmeaustausch um den Spiegel gleichmäßiger stattfindet. Bei rauer Rückseite, wird diese schneller auskühlen als die Vorderseite und zu größeren Verwerfungen führen. Also ist eine polierte Rückseite für Gläser wie Pyrex, Borosilikat, Plateglas u.s.w. besser.
Für Zero - Expansions Material, wie Zerodur, Sitall, ULE, Cervit ist die rauhe Rückseite für schneller Auskühlung besser, da diese formstabil bleiben.
Viele Grüße
Jörg

Ausrüstung: Mehr als ausreichend, aber nie ganz zufriedenstellend.

Bearbeitet von: am:
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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2742 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:50:51 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,
ich habe das zuerst als Voodoo agbetan, auf der anderen Seite soll es von Roland Christen kommen, er soll es gemessen haben.
Wie auch immer, ohne Messung ist der Sache nicht auf die Spur zu kommen, aber praktisch sehe ich kein Problem. Bei Sital gleich gar nicht.
Ich habe einen 21" mit polierter Rückseite (nicht plangeschliffen, jungfreuliches Borofloat) und den 28" mit feingeschliffener Rückseite (sogar in komplett geschlossener Spiegelbox!) und kann keine auffälligen Unterschiede sehen. Der 28" krümmt sich anfangs immer extrem, liegt sicher an der Größe und dem Unterschied zwischen Rand und Mitte (25mm zu 10mm). Der hat sich auch im Messtand immer sehr "daneben" benommen, Strehl um die 0,01 war selbst 10 Minuten nach dem wohltemperierten Abwaschen die Regel. Ein paar Sekunden anfassen mit blanken Händen haben ihn aus der Form geworfen. Aber am Himmel sieht man komischerweise wenig davon.

cs Kai

Bearbeitet von: am:
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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5639 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:51:44 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage
Hmm... Victor hats ja schon gesagt, eigentlich wäre eine rauhe und damit größere Oberfläche für die Abstrahlung (nicht Reflexion) besser. Die Argumentation von Jörg in Sachen gleichmäßiger Auskühlung sehe ich noch am ehesten ein. Da wäre aber die Frage ob das bei den dünnen Pizzen die heute üblich sind überhaupt noch eine Rolle spielt.

Übrigens: Im Infraroten ist das Abstrahlvermögen von Aluminium deutlich schlechter als das von Glas. Nun sind Spiegelbeschichtungen normalerweise nicht dick genug als daß das Auswirkungen hätte, aber wäre die Schicht etwas dicker, dann würde sie als fetter Isolator wirken und wäre Auskühlverhinderer Nummer 1.

Viele Grüße,
Caro

Bearbeitet von: Caro am: 27.01.2011 15:57:49 Uhr
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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2742 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  15:58:43 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Caro,
Zitat:
Im Infraroten ist das Abstrahlvermögen von Aluminium deutlich schlechter als das von Glas.
Ja! Alu ist "hellgrau" und Glas ist "schwarz"
Zitat:
Nun sind Spiegelbeschichtungen normalerweise nicht dick genug als daß das Auswirkungen hätte,
Es muss schon signifikant sein, den blankes Glas (Linsen, Schmidtplatten) beschlagen und vereisen ruck zuck. Spiegel fast nie, oder viel langsamer.

Was die Sache kompliziert macht: Die Vorderseite zeigt Richtung kalten Himmel, nach Hinten ist es strahlungstechnisch nicht so kalt, da ist der Boden, Gras, Spiegelbox.

Kai

Bearbeitet von: fraxinus am: 27.01.2011 16:00:02 Uhr
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PeJoerg
Altmeister im Astrotreff


1090 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  16:00:45 Uhr  Profil anzeigen
Nochwas als ergänzendes Beispiel zu meinem obigen Posting.
Ein Kühlkörper z.B. im Elektronikbereich ist in der Regel stark verrippt um eine größere Oberfläche zu erreichen. Wenn der gleiche Kühleffekt mit einem polierten Kühlkörper erreichbar wäre, hätten das alle Hersteller schon genutzt. Den Materialeinsparung am Kühlkörper, auch wenn es nur im Zentel-Cent Bereich ist, rechnet sich bei tausenden Stückzahlen schon.
Viele Grüße
Jörg

Ausrüstung: Mehr als ausreichend, aber nie ganz zufriedenstellend.

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fraxinus
Altmeister im Astrotreff


2742 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  16:27:44 Uhr  Profil anzeigen
Hallo
(==>)Jörg: Ja ich sehe das auch so, mit der Physik.

Abseits der Physik könne ich es mir auch so erklären.
Roland Christen war ja Spiegelschleifer und dann erfolgreicher Geschäftsmann. Was macht auf Käufer zunächst großen Eindruck? Ein kosmetisch und esthetisch schicker Spiegel! Und eine polierte Rückseite ist totschick
Hier der 12,5" Quartz Spiegel von Carl Zambuto für John Dobson, der Grund war hier nicht die schnellere Auskühlung, es war ein besonderes Geschenk:
http://zambutomirrors.com/whyzambuto.html
Rundum, incl Rand, nach optischen Maßstäben poliert (allerdings ohne Interferogramm), also echt ein feines Stück!
John Dobson hat ihn übrigens in ein Sonotube-Papprohr verbaut. Einfach Cool!
cs Kai

Bearbeitet von: am:
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Emil Nietlispach
Meister im Astrotreff

Schweiz
381 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  17:12:55 Uhr  Profil anzeigen
Hallo allerseits,
bezüglich der IR-Strahlung könnte es etwas ausmachen. Die Frage ist, ob eine angeschliffene Glasoberfläche Strahlung mehr absorbiert oder lediglich mehr streut. Konkret, wenn ich mein Zimmerfenster mit Karbo 80 schleife, wird es dann dunkler im Zimmer? Wenn ja, dann hat Christen recht, der Spiegel strahlt bei polierter Rückseite schneller ab. Eine andere Frage ist, wieviel das ausmacht. Gruss Emil

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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
9502 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  17:49:12 Uhr  Profil anzeigen
Hi,
also bei verrippten Kühlkörpern kommt es auf die Anströmung mit kühler Luft an, sorry, ich würde es damit nicht vergleichen.

Was wohl eine Rolle spielen KÖNNTE, dass in einer rauen Rückseite sich Luftbläschen "festkrallen" eine Art Isolierschicht bilden und damit den Wärmetransport via Konvektion behindern. Ich hab aber keine Ahnung von Strömungslehre und Haifischhäuten...

Was anderes kommt mir jetzt nicht in den Sinn.

Gruß

PS: Emil, Glas ist im allgemeinen für IR-Wärmestrahlung undurchsichtig.

PPS: Stathis, hast Du vielleicht einen Link, dazu?

Kalle - Alles wird gut !
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2552 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  17:49:33 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Hallo,

der Emissionsgrad von glattem und mattiertem Glas ist unterschiedlich, siehe:
http://www.fluke.com/Fluke/chde/W%C3%A4rmebildkameras/Emissivity-table-TI.htm?PID=55967

Gruß
Michael

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ThomasWalt
Meister im Astrotreff

Deutschland
286 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  17:55:07 Uhr  Profil anzeigen
Hi Stathis,

Zitat:
Ich habe zwar Thermodramatik und Kältetechnik studiert, finde aber keine mir physikalisch einleuchtende Erklärung dafür.

mir fällt dazu nur ein, dass es völlig egal ist, ob die Oberfläche nun poliert ist oder matt.
Die Netto-Abstrahlung wird dieselbe sein.

Bei einer glatten Oberfläche kann jeder Punkt derselben in den volllen Halbraum (2 Pi Sterad) ungehindert abstrahlen.

Bei einer matten Oberfläche ist die Gesamtfläche zwar größer,
aber die Abstrahlung erfolgt für die einzelnen Punkte nicht mehr über den gesmten Halbraum,
da in deren "Gesichtsfeld" jetzt auch teilweise die (warme) Spiegeloberfläche liegt.

Der Vergleich mit den Kühlkörpern hinkt.
Bei den Kühlkörpern wird nicht die Wärmeabstrahlung ausgenutz, sondern die Konvektion.
Kühle Luft strömt an den Kühlkörpern vorbei, und nimmt so die Wärme auf.
Da ist es natürlich von Vorteil eine möglichst große Oberfläche zu haben.

Zitat:
Ja! Alu ist "hellgrau" und Glas ist "schwarz"

Ich würde eher sagen Alu ist "weiss".
Im Infraroten reflektieren praktisch alle Metalle sehr gut.

Gruß,
Thomas


Bearbeitet von: am:
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DK279
Stellarastronom im Astrotreff

Deutschland
2189 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  17:58:26 Uhr  Profil anzeigen
Hi,

Eine glatte/"spiegelnde" Oberfläche strahlt immer weniger ab als eine rauhe/unverspiegelte. Der "Optiker im Nachbarforum" hat aber noch ein anderes Problem: "gut reflektierend" im sichtbaren Bereich kann für das IR, wo der Spiegel kühlen muss, ales mögliche bedeuten. Der vergleicht wirklich Äpfel mit Birnen.

Dass Glas schneller vereist als ein aluminisierter Spiegel liegt daran dass ersteres etwas rauher ist, daher leichter Wasser daran kondensiert und dann festfriert. Hat mit unserem Problem nicht wirklich was zu tun.

Bezogen auf den Spiegel und dessen Auskühlung ist aber sowieso die ganze Frage denke ich nicht wirklich relevant, denn die Spiegelrückseite kühlt hauptsächlich durch Wärmeabgabe an die Luft, nicht durch Strahlung (Strahlung kann innerhalb der Erdatmosphäre nur in Ausnahmefällen gegen die Konvektion gewinnen, zumal die Spiegelrückseite auch niemals gegen ein 3K kaltes target schaut, wie es die Spiegelvorderseite tut). Von daher macht der gute alte Lüfter physikalisch immernoch viel mehr Sinn als aufwendiges Polieren der Rückseite...

Viele Grüsse,
DK

Bearbeitet von: DK279 am: 27.01.2011 18:05:25 Uhr
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Emil Nietlispach
Meister im Astrotreff

Schweiz
381 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  18:07:31 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kalle,
Zitat:
PS: Emil, Glas ist im allgemeinen für IR-Wärmestrahlung undurchsichtig.



wäre schön,dann müsste ich kein IR-Sperrfilter kaufen, gäbe es keine Augenschäden bei der Sonnenbeobachtung durch Erwärmung der Netzhaut, weil das Okularglas würde alles IR abblocken.
Gruss Emil

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
9502 Beiträge

Erstellt  am: 27.01.2011 :  18:18:19 Uhr  Profil anzeigen
Hier die Transmissionskurve von Borofloat:
http://www.pgo-online.com/de/katalog/kurven/boro_kurve.html

Im Bereich der relevanten Wärmestrahlung ab 3my (Wärmestrahlung 1000K) ist das Zeugs undurchsichtig.

Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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