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 Frage: Künstlicher Stern mit Pinhole -Melles Griot
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Seite: von 2

ikarus
Meister im Astrotreff

Deutschland
595 Beiträge

Erstellt am: 13.08.2013 :  10:56:04 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Auf der Suche nach einer Art Anleitung für den Bau eines künstlichen Sterns mit einem Pinhole, habe ich in älteren Beiträgen gelesen das hier einige Pinholes von Melles Griot verwenden. (Hier war die Rede von 9 - 12 Microns)

Auf der Seite von Melles Griot http://www.cvimellesgriot.com/ habe ich aber keine Angebote zu Pinholes mehr gefunden, oder ich hab an den falschen Stellen gesucht.

Da es mittlerweile ja Pinholes ab 1 Micron aufwärts gibt z.B. hier
http://www.lenoxlaser.com/index.php?dispatch=categories.view&category_id=1, und sich der Abstand des künstlichen Sterns zum Teleskop verkleinert, je kleiner der Durchmesser des Pinholes ist, wäre das ja kein Nachteil. !?
(Ob die auf der Seite geeignet sind kann ich nicht sagen)

Allerdings fehlen mir hier die Grundlagen, ob es theoretisch tatsächlich mit z.B. einem 1 Micron Pinhole geht, bzw. wie man das Ganze aufbaut.

(Meine Vorstellung: Eine helle Diode/ Lampe o.Ä. an ein "Kästchen" mit einer kleinen Öffnung und dann das Pinhole anbringen ?)

Falls hier jemand genauere Infos hat, wie man das realisiert und auf was man achten muss, bin für jede Hilfe dankbar.

Gruß

Thomas




Bearbeitet von: ikarus am: 13.08.2013 11:02:01 Uhr

orion11
Meister im Astrotreff


775 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  11:58:42 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas,

vielleicht ist das hier etwas für Dich:
http://www.hubbleoptics.com/artificial-stars.html

Gruß
Volker

Bearbeitet von: am:
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ikarus
Meister im Astrotreff

Deutschland
595 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  12:11:38 Uhr  Profil anzeigen
Volker ich suche keinen mit ~50 und auch keinen mit z.B. 19 Micron...:-)

Gruß
Thomas

Bearbeitet von: am:
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FrG
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1911 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  13:05:03 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas,

Ein Teleskop ist für unendlichen Objektabstand korrigiert.
Der künstliche Stern muss bloß kleiner sein als die Beugungsfigur.
Es hat keinen Sinn, den künstlichen Stern zu verkleinern, um den Abstand zu verringern.
Wenn Du die Qualität der Optik prüfen willst, muss ein Mindestanstand zum künstl. Stern eingehalten werden.
Unter 50 bis 100m würde ich persönlich gar nicht anfangen.
Bei zu kurzem Abstand entstehen Bildfehler, die bei weit entfernten Objekten gar nicht auftreten.
Beispiel: Ein Kugelspiegel ist im Abstand doppelte Brennweite perfekt, zeigt aber im unendlichen sphärische Abberation.
Beim Parabolspiegel ist es umgekehrt..........

Wen Du den Stern aber nur zum Justieren nutzen willst, nur zu - wenn Du in den Fokus kommst.

CS Franjo

"Es ist besser seinen Mund zu halten und für einen Narren gehalten zu werden als den Mund aufzumachen
und alle Zweifel zu beseitigen."

Lisa Simpson


Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10681 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  14:05:57 Uhr  Profil anzeigen
Moin,
wie Franjo schon erwähnt hat:
Zuerst den Mindestabstand festlegen, der überhaupt eine Bilddeutung am künstlichen Stern erlaubt. Danach bestimmen, wie groß ein Pinhole dafür sein darf.
Als Faustregel entwickelte Roger Sinnot 1991 folgende Formel:
Mindestabstand (mm) ca. = 13 * (D/F)^2 mit D = Spiegeldurchmesser (mm) und F = Öffnungszahl

Beispiel: 200/1200mm Dobson
D = 200
F = 1200/200 = 6
Mindestabstand beträgt etwa 15m. Richard Berry (Star Testing Astronomical Telescopes) empfiehlt diesen Abstand zu verdoppeln.

Damit Du beim Testen überhaupt mit dem Okularauszug in den Fokus kommst, sollte die Mindestdistanz das 20-fache der Brennweite nicht unterschreiten.

Hier eine kleiner Auszug aus den Faktoren, mit dem man die Brennweite verschiedener System mindestens multiplizieren sollte (Auszug aus obigen Buch):
Spiegelgröße  Öffnungsverhältnis
              f/4   f/6  f/8
76mm (3")     32x   20x  20x
203mm (8")    84x   24x  20x
406mm (16"   168x   50x  22x
508mm (20")  210x   62x  26x


Wie Du siehst, sind 100m bei einem 8" f/4 durchaus angemessen, um auf der sicheren Seite zu sein. Für ein 10" f/4 wäre es schon zu knapp.


Das Pinhole sollte die Hälfte der Winkelauflösung des jeweiligen Teleskops nicht überschreiten.

Folgende Tabelle gibt die Größe des Pinholes in mm an:
Spiegelgröße  Öffnungsverhältnis
              f/4    f/6   f/8
76mm (3")     0,09   0,08  0,11
203mm (8")    0,23   0,10  0,11
406mm (16"    0,45   0,2   0,11
508mm (20")   0,56   0,25  0,14


Die Unterschiede sind vor allem den in der obigen Tabelle gezeigten Mindestdistanzen geschuldet.

Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: am:
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ikarus
Meister im Astrotreff

Deutschland
595 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  16:05:01 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Und Danke für Eure Antworten,

ob allerdings 1991 damit schon gerechnet werden konnte das man einen künstlichen Stern mit ~ 10 Micron herstellen und verwenden kann ?

Ich habe z.B. dafür eine andere Formel von Adriano Lolli gefunden in der der Parameter -> Durchmesser des künstlichen Sterns "s" mit einfließt: (pr = Öffnung)

Distance in meters = (s / tan (pr/3600)) / 1000

Was dann bei einer angenommen Öffnung von 100 mm bei 19 Micron einen Mindestabsatnd von 3,3 Meter ergibt, bei 35 Micron einen Abstand von 6 Metern, bei 50 Micron einen Abstand von 8,6 Metern.
...................angenommen Öffnung von 200 mm bei 19 Micron einen Mindestabsatnd von 6,5 Meter ergibt, bei 35 Micron einen Abstand von 12 Metern, bei 50 Micron einen Abstand von 17,2 Metern.

PS: Es ging jetzt nicht explizit nur um Spiegel.

Wenn ich mich nicht täusche verwenden "Optiktester/ Prüfer" wie Wolfgang Rohr, Wolfgang Grzybowski etc. auf Ihrer optischen Bank auch nur wenige Meter mit entsprechenden kleinen Pinholes ? Wie soll man denn 15, 50 bzw. 100 Meter unter vernünftigen Laborbedingungen schaffen, abgesehen das nicht jeder so ein großes Haus hat :-) ?

CS
Thomas

Bearbeitet von: ikarus am: 13.08.2013 16:13:13 Uhr
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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


18231 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  16:15:18 Uhr  Profil anzeigen
Hi Thomas,
Zitat:
Wie soll man denn 15, 50 bzw. 100 Meter unter vernünftigen Laborbedingungen schaffen, abgesehen das nicht jeder so ein großes Haus hat
Nun, ich würde mir einen ruhigen Waldweg suchen. Dort hast du auch wenig Luftbewegungen.

Und zum Pinhole- leg ein Stück Alufolie auf eine glatte harte Unterlage- Stein oder Stahl und drück einmal kurz ssenkrecht mit der Spitze einer Stecknadel zu- diese dabei nicht drehen oder seitlich schieben, einfach nur senkrecht drücken. Das dürfte das kleinste selbst anzufertigende Loch in der Folie bringen.

Gruß
stefan

12" Galaxy Dobson * 105mm William ZS - 66mm William ZS - Tak FSQ85
Vixen Atlux - Skysensor 2000 PC - GP DX Skysensor 2000 / auf Berlebach Planet
Sonnenbeobachtung: 2" Baader Herschelkeil - SolarMax 60 mit BF15

Bearbeitet von: am:
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FrG
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1911 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  17:55:17 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: ikarus


........Wenn ich mich nicht täusche verwenden "Optiktester/ Prüfer" wie Wolfgang Rohr, Wolfgang Grzybowski etc. auf Ihrer optischen Bank auch nur wenige Meter mit entsprechenden kleinen Pinholes ? Wie soll man denn 15, 50 bzw. 100 Meter unter vernünftigen Laborbedingungen schaffen, abgesehen das nicht jeder so ein großes Haus hat :-) ?




Hallo Thomas,

die Herrschaften arbeiten in Autokollimation.
Das heißt, dass sich vor dem Teleskop ein genügend großer Planspiegel befindet und der künstliche Stern im Brennpunkt sitzt, wo sich sonst das Okular befindet.
Das Licht des Sterns wird vom Teleskop - egal ob Reflektor oder Refraktor - zu einem parallelen Lichtbündel aufgeweitet, vom Planspiegel reflektiert und vom Objektiv/Spiegel wieder gebündelt.
Es kommt wieder beim künstlichen Stern oder - umgelenkt durch einen Strahlenteiler - etwas davon entfernt an und kann beurteilt werden.
In dieser Anordnung kann man sich auf das Ergebnis verlassen,weil ein paralleles Strahlenbündel erzeugt wird, wie es von einem unendlich weit entfernten Objekt ankommt.
Wer sich keinen genügend großen, genauen und entsprechend teuren Planspiegel leisten kann, muss sich sich selbst einen herstellen oder einen Mindestabstand einhalten.
Sonst gibt es Prüfergebnisse, die man sich genausogut würfeln kann.

CS Franjo

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Lisa Simpson


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roka
Senior im Astrotreff

Deutschland
239 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  17:58:41 Uhr  Profil anzeigen
Hallo thomas

die verwenden es aber in Autokollimation also auf Planspiegel und doppelter lichtweg durch Teleskop. Damit sind sie im unendlichen und der Abstand ob 1cm oder 100m ist praktisch gleich.

Gruß Rolf

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10681 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  18:08:57 Uhr  Profil anzeigen
Thomas,
fang doch nicht an, das Pferd von hinten aufzuzäumen.

Die Reihenfolge lautet:
Unter welchen Bedingungen kann man ein Teleskop mit einem künstlichen Stern testen? -> Mindestdistanz!
Erst danach fragt man, welcher künstlicher Stern das sein muss -> Pinholegröße!

Und man kann den künstlichen Stern auch projizieren, indem man mittels Objektiv dafür sorg, dass er dem Teleskop wie aus dem unendlichen erscheint. Das macht das Telrad mit seinen Zielkreisen doch auch für's Auge. Dann spielt der Abstand zum Teleskop keine Rolle mehr. Denk aber daran, dass Du dann zwei optische Systeme in der Teststrecke hast.

Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: Kalle66 am: 13.08.2013 18:09:56 Uhr
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ikarus
Meister im Astrotreff

Deutschland
595 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  20:24:02 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: Kalle66

Unter welchen Bedingungen kann man ein Teleskop mit einem künstlichen Stern testen? -> Mindestdistanz!



Kalle die Vorgehensweise zur Berechnung (von Richard Berry )berücksichtigt aber nicht das ein kleinerer Durchmesser des Pinholes den Abstand verkleinert. Hier wird erst hinterher abgeleitet welche Pinhole Größe verwendet werden soll. Außerdem wird der Paramater Brennweite verwendet was nach meinem Verständnis unnötig ist, da das Auflösungsvermögen davon nicht abhängig ist.

Wenn man sich die Formel:
Distance in meters = (s / tan (pr/3600)) / 1000

anschaust, stellt man fest das hier das Auflösungsvermögen berücksichtigt ist, und der Abstand mit kleinerem Pinhole immer weiter reduziert werden kann, zumindest mathematisch. (ob es hier eine physikalische Grenze gibt kann ich nicht beurteilen)

Da der Herr Adriano Lolli weltweit seine "künstlichen Sterne" nach diesen Angaben anbietet und verkauft, sollte das ja nicht so falsch sein.

Wie weit man das ganze "steigern" (noch kleinere Pinholes nehmen)kann, würde mich interessieren.. ich könnte mir vorstellen das bei zu geringem Abstand die Ausleuchtung zum Rand hin nicht mehr richtig funktioniert..

CS
Thomas

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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10681 Beiträge

Erstellt  am: 13.08.2013 :  20:52:56 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Kalle die Vorgehensweise zur Berechnung (von Richard Berry )berücksichtigt aber nicht das ein kleinerer Durchmesser des Pinholes den Abstand verkleinert. Hier wird erst hinterher abgeleitet welche Pinhole Größe verwendet werden soll. Außerdem wird der Paramater Brennweite verwendet was nach meinem Verständnis unnötig ist, da das Auflösungsvermögen davon nicht abhängig ist.

Wie kommst Du auf so einen Mist?
Die Mindestdistanz gilt selbst für ein Pinhole, das ein perferkter Punkt mit Null-Durchmesser ist (wobei dann leuchtet der Punkt nicht mehr). Sie ergibt sich allein daraus, das von der PUNKTQUELLE aus, das Licht sich kugelförmig Richtung Teleskop ausbreitet und das Teleskop diesen Stern in ENDLICHER Distanz sieht.

Das Problem dabei, ein 99%-Strehl-Parabolspiegel wird zum 80%-Strehl-Null-Acht-Fünfzehn-Spiegel, wenn man ihn aus der Hälfte der oben genannten Mindestdistanz testen täte.

Warum?
Weil man für endliche Entfernungen keinen perfekten Parabolspiegel sondern einen ellipsoiden Spiegel nehmen würde, der eine andere Grundform hat.

Fazit:
Die Mindestdistanz zeigt an, ab wann Dein Sterntest schon aus obigen Erwägungen heraus einen Wellenfrontfehler von mehr als Lamda-Viertel haben würde - sprich selbst ein perfektes Pinhole zu einem "Matschfleck" abgebildet wird.

Mit Deiner Formel kannst dagegen nur schauen, wie weit Du ein zu großes Pinhole noch weiter weg stellen musst, damit es vom Teleskop aus als Punkt wahrgenommen wird. Hilfreich, wenn man auf Alupapier mit der Nadel nur 0,2mm hinkriegt, die Tabelle oben aber 0,11mm verlangt. Ok, dann verdoppele ich die Entfernung halt noch mal. Mehr nicht. Dafür brauch ich aber die Formel nicht, wenn ich die Mindestdistanz und den dazu gehörenden Lochdurchmesser kenne. Einfach bei größeren Löchern im Verhältnis die Entfernung erweitern.

Gruß

PS:
Die Brennweite spielt deshalb ein Rolle, weil die Mindestdistanz als Vielfaches der Brennweite angegeben ist. Die Formel von Berry wird als empirische bezeichnet und soll dafür sorgen, dass der Messaufbau auf der "sicheren Seite" ist. Genaugenommen müsste man auch noch die Wellenlänge des Lichts einbauen, denn das Auflösungsvermögen ist ja davon abhängig.

Kalle - Alles wird gut !
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10681 Beiträge

Erstellt  am: 14.08.2013 :  05:51:37 Uhr  Profil anzeigen
Thomas,
ich habe mir die Werbeaussagen von Adriano Lolli (hier http://www.adrianololli.com/articolo.asp?ID=3104) noch mal angeschaut.
Ungeachtet, dass ich nur das Google-Deutsch zum Verstehen der Seite hatte, halte ich die dort angegebenen Mindestdistanzen für nicht praktikabel. Ein 200mm Teleskop soll demnach bereits aus 6,5m "testbar" sein. Hmm, bei meinem Galaxy f/6 müsste ich dann mein Okularauszug gute 20cm nach außen kurbeln, um den überhaupt mit einem Okular scharf zu sehen. Das allein ist schon nicht praktikabel. Dass er daran nicht gedacht hat, zeigt mir, dass die ganze Werbeaussage nicht durchdacht ist.

Das bestätigt auch meine Vermutung aus dem vorherigen Post, dass er - um werbemäßig sein Produkt hervorzuheben - allein die Größe des Pinholes vom Auflösungsvermögen abhängig macht. Er verkennt dabei völlig, dass ein Teleskopspiegel in solchen Nahdistanzen gar nicht messbar ist, denn wie oben mehrfach dargestellt, der ideale Teleskopspiegel ist parabolisch für unendliche Entfernungen ausgelegt. Berry leitet seine Formel von der Frage ab, wie nah ein Parabolspiegel etwas beobachten kann, bis der optische Fehler Lambda-Viertel erreicht und eine andere Spiegelform (elliptisch, sphärisch) besser wird.

Nochmals zum Thema Brennweiteneinfluss: Die Brennweite fließt in das Öffnungsverhältnis ein. Dieses Öffnungsverhältnis hat maßgeblichen Einfluss darauf, ob und wie man einen Newtonspiegel parabolisch formt. (Es gibt z.B. Formeln, die angeben, wie "langsam" ein Newton sein muss, damit man auch mit einem Kugelspiegel beugungsbegrenzt astronomisch beobachten kann. Das ist quasi eine Gegenfrage zu Berrys Überlegungen.) Deshalb spielt die Brennweite (genaugenommen das Öffnungsverhältnis) auch so eine große Rolle bei der Berechnung der sog. Mindestdistanz (siehe Berrys Tabelle).

Nix für ungut. Lollis Tabelle über Mindestdistanzen sind m.E. Quatsch. Bei solchen Nahdistanzen, wird jeder Parabolspiegel Strehlzahlen liefern, die ihn nur noch als Rasierspiegel-tauglich dastehen lassen.

Das heißt nicht, dass es Spiegel gibt, die man aus solchen Distanzen nicht messen könnte. Es gibt z.B. Kugelspiegel mit entsprechenden Brennweiten. Da wäre dieser künstliche Stern eine ideale Lichtquelle beim Foucault- oder Rochni-Test.

Gruß

Kalle - Alles wird gut !
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roka
Senior im Astrotreff

Deutschland
239 Beiträge

Erstellt  am: 14.08.2013 :  08:59:34 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kalle66

man sollte aber unterscheiden ob es nur ums justieren geht oder um zum beurteilen der Optik.

Gruß Rolf

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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


18231 Beiträge

Erstellt  am: 14.08.2013 :  09:18:10 Uhr  Profil anzeigen
Hi Thomas,
Zitat:
Da der Herr Adriano Lolli weltweit seine "künstlichen Sterne" nach diesen Angaben anbietet und verkauft, sollte das ja nicht so falsch sein.
Nun, da werden auch 60mm Refraktoren mit Vergrößerungen bis zu 560-fach weltweit angeboten- das sollte dann also auch nicht so falsch sein, oder vielleicht doch nicht?

Gruß
Stefan

12" Galaxy Dobson * 105mm William ZS - 66mm William ZS - Tak FSQ85
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Erstellt  am: 14.08.2013 :  13:13:52 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: roka

Hallo Kalle66

man sollte aber unterscheiden ob es nur ums justieren geht oder um zum beurteilen der Optik.

Gruß Rolf



Hallo Rolf,

ja mir geht/ging es eigentlich um die Justierung, aber wie so oft "driften" dann Diskussionen in ganz andere Richtungen ab wo man eigentlich gar nicht hin wollte :-)

Und "ganz eigentlich" wollte ich ich nur in Erfahrung bringen wo man Melles Griot Pinholes herbekommt, oder ob die von Lenoxlaser oder andere "genau so gut" sind.

Mein primärer Gedankengang bezog sich auf die Justierung von z.B. Refraktoren der von Kalle wohl auf die Beurteilung von z.B. Spiegeln...

CS
Thomas


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