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 Teleskop Austrittspupille und Lichtausbeute
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Seite: von 2

Stathis
Forenautor im Astrotreff

Greece
4711 Beiträge

Erstellt am: 09.12.2016 :  07:58:23 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Stathis's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Leute,

im Thema Sternfarben deutlicher sehen wird über Austrittspupille, Augenpupille und deren Wirkung auf die Helligkeit von flächigen und punktförmigen Objekten diskutiert.

Um das dortige Thema nicht weiter zu kapern, bitte hier weiter diskutieren.

---------------------------------------------------------------------
Zitat:
Original erstellt von: stefan-h


Im Dunklen wird sich deine Augenpupille ja entsprechend weit öffnen. Und bei einer Austrittspupille von 0,5mm am Okular gelangt dann nur noch knapp 1% des von der Optik eingesammelten Lichts in dein Auge.

Gruß
Stefan




Zitat:
Original erstellt von: stefan-h

Hi Thomas,

ist das so schwer zu verstehen? Je kleiner die AP desto mehr blendet die vor deiner Augenpupille ab.

Hallo Stefan,

diese Erklärung ist falsch! Die Austrittspupille wirkt nicht als Blende. Solange sie kleiner oder gleich der Augenpupille ist, gelangt alles Licht ins Auge. Der Himmelshintergrund oder großflächige Objekte werden bei steigender Vergrößerung nur deswegen schwächer, weil sich deren Licht auf eine größere Fläche der Netzhaut verteilt.


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

Bearbeitet von: Stathis am: 09.12.2016 08:26:49 Uhr

Niklo
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
5299 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2016 :  09:00:27 Uhr  Profil anzeigen
Servus Stathis,
ich sehe es wie Du. Im Grunde genommen ist es so, dass das Fernrohr in der Bildebene ein Bild (reelles Bild) erzeugt. Wenn man dort eine Mattscheibe bringen würde, dann würde man das Bild sehen. Im Fernrohr schauen wir nicht auf eine Mattscheibe, sondern betrachten das Bild direkt mit einer Lupe (Okular). Wir könnten auch die Mattscheibe drin lassen und mit der Lupe das Bild auf der Mattscheibe betrachten.
Wenn ich eine langbrennweitige Lupe nehme, dann ist das beobachtbare Feld größer. Wenn ich da z.B. mehr Sterne oder aufgehellten Himmel sehe, dann kann ich damit mehr Licht ins Auge bringen. Die Augenpupillenöffnung begrenzt hier nach oben die Lichtmenge.
Die Lichtmenge eines beobachteten Bereichs auf der Mattscheibe bzw im Fernrohr auf der Bildebene bleibt von der Austrittspupille am Okular unbeeinflusst. Wenn ich in allen Vergrößerungen ein Gebiet anschauen kann, dann ist die beobachtete Lichtmenge dieses Bereichs immer gleich, solange die Austrittspupille nicht größer als wie die Eintrittspupille des Auges ist.
Das Bild wird aber über eine größere Fläche verteilt. Dadurch nimmt die Helligkeit pro Fläche des Objekts ab.
Bei Sternen ändert sich die Helligkeit allerdings erst merklich, wenn diese nicht mehr punktförmig erscheinen sondern das sichtbare Beugungsscheibchen größer wird.
Es ist also etwas anders wie ich die Aussage vom Stefan lese. Vielleicht hab ich ihn auch missverstanden.
Servus,
Roland

Freund kleiner und klassischer Teleskope

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10110 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2016 :  09:11:14 Uhr  Profil anzeigen
Die Sache wird dem einen oder anderen verständlich, wenn man sich die Funktionen von
Teleskop-Obejtiv,
Okular,
Augenlinse und
Netzhaut
anschaut.

Das Objektiv bildet ab. Für astronomische Ojekte liegt die Abbildung in der Brennebene des Objektivs. Quasi ein Zwischenbild. In fotografisch genutzen Systemen platziert man dort einfach den Aufnahmechip der Kamera.

Das Okular nimmt diese Abbildung (das Zwischenbild) auf und projiziert diese zum Auge. Dabei verlässt jeder Punkt der Abbildung die Okular-Projektion als paralleles Strahlenbündel. Der Durchmesser dieses Strahlenbündels wird auch Austrittspupille genannt, wenn weitere Bedingungen erfüllt sind.

Die Augenlinse nimmt diesen Projektionsstrahl auf (Eintrittspupille des Auges) und bildet diesen Punkt auf ein weiteres Abbild, welches dann auf der Netzhaut entsteht, ab.

Wenn man zwei Sterne am Himmel betrachtet, dann ergeben diese auch zwei Punkte auf dem Abbild (Zwischenbild) und diese zwei Abbildungspunkte werden jeweils per Projektionsstrahl unter einem bestimmten Winkel vom Okular ins Auge projiziert. Aus dem Verhältnis des Winkels der Okularprojektion zum Winkelabstand am Himmel ergibt sich übrigens die Vergrößerung, die das Teleskop hat.

Und damit komme ich zu den weiteren Bedingungen, damit man beim Okular von Austrittspupille sprechen kann. Wenn für jeden Punkt ein Projektionsstrahlenbündel mit unterschiedlichen Richtungswinkel erzeugt wird, dann müssen diese das Okular (augenseitig) an unterschiedlichen Stellen verlassen, damit sie sich im sog. "Augenabstand" kreuzen (treffen) und bevor sie danach wieder auseinander laufen. Das heißt nur im passenden Augenabstand kann man von der Austrittspupille = Durchmesser der Projektionsstrahlenbündel sprechen und nur dort kann das Auge das gesamte Licht vom gesamten Bildfeld mit seiner Eintrittspupille aufnehmen.

Kalle - Alles wird gut !
Meine Okulardatenbank im Astrotreff: hier
Termine Teleskoptreffen gibt es hier

Bearbeitet von: am:
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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


17028 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2016 :  12:52:51 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,

ich hänge dazu einfach meine Antwort aus dem anderen Beitrag hier nochmals ein.

Bezüglich deiner Antwort- es ist nicht meine Erfindung, es steht so auf Seite 53 des Dokumenst hier beschrieben-

https://www.howardastro.org/presentations/evolution_of_eyepieces.pdf

Auch die Sternfreunde Münster beschreiben dieses auf gleiche Art- siehe in ihren pdf auf Seite 3- http://www.sternfreunde-muenster.de/pdf/apupille20101.pdf

Zitat: Ist die AP geringer als ihre Pmax, wird ihrem Auge weniger Licht angeboten, als es eigentlich verarbeiten könnte

Im Handbuch der Physik Geometrische Optik. Optische Konstante. Optische Instrumente steht auf Seite 212 zu Flächenhelligkeit zu lesen (Auschnittsweises Zitat): Der Vergleich setzt AP=EP voraus. Mit dem Gerät wird sie aber nicht ausgenutzt werden, falls die AP des Geräts kleiner ist.

Bei dem Vergleich geht es um die max. erreichbare Flächenhelligkeit durch das Geräts selbst, abzüglich Transmissionsverluste. Und wenn AP kleiner EP ist, kann dieses nicht ausgenutzt werden.


Ergänzende Anmerkung:

Für Sterne = punktförmig gilt: die lichtsammelnde Fläche des Teleskops bringt einen Gewinn, die größere Optik zeigt lichtschwächere Sterne.

Beginn der Diskussion: Sterne werden bei ca. 0,7mm AP flächig gesehen, daher verliert man im Bereich Übervergößerung mit einer AP kleiner 0,5mm wieder an Grenzgröße bzw. Farberkennbarkeit.

Klar ist- bei steigender Vergrößerung wird das Objekt größer abgebildet und damit das Licht auf eine größere Fläche verteilt- damit wird es dunkler.

Klar ist auch, man kann mit keiner Optik ein flächiges Objekt heller sehen als mit freiem Auge. Das Abbild ist immer um mindestens den Lichtverlust der Optik selbst dunkler (Transmissions- oder Reflexionsverluste).

Darauf bezieht sich auch der Text in dem Buch und auch die Aussagen: maximale Helligkeit eines flächigen Objekts sehe ich nur dann, wenn AP=EP ist.

Unbestritten ist: Bei einer AP größer der EP geht teilweise Licht am Auge vorbei- man hat also einen Verlust.

Umstritten meine Aussage (die auf den verlinken Texte basiert): AP kleiner als die EP => die AP wirkt als Blende.

Ob man das nun als "Blende" bezeichnet oder nicht- Fakt dabei ist doch, das an der kleineren AP austretende Licht nutzt nicht die ganze Öffnung des Auges, damit dürften auch weniger lichtempfindliche Sehzellen von dem Licht getroffen werden.

Auch nachvollziehbar- mit einer Änderung der AP ändert sich auch der Eintrittswinkel des vom Okular ins Auge eintretenden Lichtbündels.

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: stefan-h am: 09.12.2016 13:52:34 Uhr
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MartinB
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
3514 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2016 :  14:28:50 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stefan,

Nur ungern widerspreche ich hier, aber nach meinem Kenntnisstand sieht die Sache so aus:
Zitat:
Umstritten meine Aussage (die auf den verlinken Texte basiert): AP kleiner als die EP => die AP wirkt als Blende. Ob man das nun als "Blende" bezeichnet oder nicht- Fakt dabei ist doch, das an der kleineren AP austretende Licht nutzt nicht die ganze Öffnung des Auges, damit dürften auch weniger lichtempfindliche Sehzellen von dem Licht getroffen werden.
Die Austrittspupille wirkt weder als Blende noch ist sie eine. Beim Newton ist die Aperturblende quasi der Hauptspiegel, beim Refraktor ist das die Linsenfassung bzw. eine Blende zwischen oder knapp hinter den Linsen, und beim SC oder Maksutov ist das die freie Öffnung des Korrektors. Die AP ergibt sich aus dieser real vorhandenen Blendenöffnung geteilt durch den Vergrößerungsfaktor des Teleskops, d.h. sie ist eine Abbildung der Aperturblende. Wie viele Sehzellen von Licht getroffen werden, steht in keinem direkten Zusammenhabg mit der AP des Teleskops oder der Eintrittspupille des Auges.
Zitat:
Auch nachvollziehbar- mit einer Änderung der AP ändert sich auch der Eintrittswinkel des vom Okular ins Auge eintretenden Lichtbündels.
Bei einer korrekt eingestellten Optik (und ohne Sehfehler des Beobachters) erzeugt das Licht eines Sterns ein praktisch exakt paralleles Strahlenbündel. Das gilt für jede beliebige Apertur, Austritts- und Eintrittspupille. Der Eintrittswinkel ändert sich nur bei geänderter Sternposition im Bildfeld oder geänderter Blickrichtung des Auges.

Sowie ein Objekt flächig wahrgenommen wird, wie z.B. bei Galaxien und Nebeln, sinkt die Flächenhelligkeit natürlich mit dem Kehrwert des Quadrats der Vergrößerung. Das hat aber rein gar nix mit AP:EP zu tun!

Also noch mal, es geht durch höhere Vergrößerung und damit verkleinerte AP kein Licht verloren, das gilt sogar für flächige Objekte, so lange sie noch ins Bildfeld passen! Es wird nur irgendwann, wenn ein Stern nicht mehr punktförmig wahrgenommen wird, auf mehrere Sinneszellen im Auge verteilt, wodurch im Extremfall die Wahrnehmung wieder abnimmt.

Gruß,
Martin

Bearbeitet von: am:
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AndiL
Senior im Astrotreff

Deutschland
201 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2016 :  15:29:07 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Leute,

es geht kein Licht verloren, wenn die AP kleiner als die Augenpupille ist.
Mit kleiner werdender AP und damit steigender Vergrößerung wird die Flächenhelligkeit auf der Netzhaut geringer.

Man darf nicht Licht = Helligkeit mit Flächenhelligkeit = luminance verwechseln.
Was die Sternfreunde Münster schreiben ist falsch. Die beiden anderen zitierten Quellen beschreiben ausdrücklich die Flächenhelligkeit.

Gruß,
Andreas

Bearbeitet von: am:
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Stathis
Forenautor im Astrotreff

Greece
4711 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  09:17:58 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Stathis's Homepage
Ich habe jetzt mal an die Sternfreunde Münster eine Mail geschrieben und auf den Fehler hingewiesen. Bin gespant, ob sich jemand dessen annimmt und es korrigiert.

In https://www.howardastro.org/presentations/evolution_of_eyepieces.pdf kann ich ebenfalls keinen Widerspruch zu dem finden, was wir gesagt haben.

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

Bearbeitet von: Stathis am: 10.12.2016 09:27:03 Uhr
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2806 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  09:53:29 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Zitat:
Original erstellt von: stefan-h
Auch die Sternfreunde Münster beschreiben dieses auf gleiche Art- siehe in ihren pdf auf Seite 3- http://www.sternfreunde-muenster.de/pdf/apupille20101.pdf

Zitat: Ist die AP geringer als ihre Pmax, wird ihrem Auge weniger Licht angeboten, als es eigentlich verarbeiten könnte



Ich weiss nicht was an dem Satz falsch sein soll.
Das Bild würde heller aussehen, wenn die AP größer wäre -- im Idealfall genauso groß wie Pmax. Um dies bei gleichbleibender Vergrößerung zu erreichen, muss die Eintrittspupille des Teleskops größer gemacht werden. Also ein größerer Spiegel mit der gleichen Brennweite.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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D_SPITZER
Meister im Astrotreff

Deutschland
675 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  10:15:03 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Stathis,
ich bin Mitglied bei den Sternfreunden Münster. Ich werde deiner mail am Mittwoch (da treffe ich viele aus dem Vorstand) Nachdruck verleihen. Was da steht ist tatsächlich vollkommen falsch!

(==>) Michael,
mir geht es um diesen Satz (Seite 1):
Zitat:
...je höher die Vergrößerung, desto kleiner
die Austrittpupille und desto geringer
zugleich die durch das Instrument zur
Verfügung gestellte Lichtmenge.


edit: Ich sehe gerade, dass ist ein Artikel aus einer älteren Ausgabe der Vereinszeitschrift...

viele Grüße + CS,
Daniel
---------------------------
www.deepskyjournal.com

Bearbeitet von: D_SPITZER am: 10.12.2016 10:19:15 Uhr
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2806 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  10:24:53 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Zitat:
Original erstellt von: D_SPITZER
(==>) Michael,
mir geht es um diesen Satz (Seite 1):
Zitat:
...je höher die Vergrößerung, desto kleiner
die Austrittpupille und desto geringer
zugleich die durch das Instrument zur
Verfügung gestellte Lichtmenge.




Da stimme ich zu, dieser Satz ist falsch.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10110 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  11:47:55 Uhr  Profil anzeigen
Die ganze Diskussion gäb's nicht, wenn man die verschiedenen Effekte einfach auseinander halten würde. Es bringt nichts, wenn man so Merkregeln "wenn x, dann y" aufstellt, welche die Effekte kombinieren (konkret hier Abhängigkeit der AP von der Vergrößerung; Abhängigkeit der Helligkeit von der Vergrößerung; ergo auch Abhängigkeit der Helligkeit von der AP.) oder gar "vereinen" wollen. Das verwirrt letztlich nur Leute, die das nötige Hintergrundwissen nicht haben und führt zu Falschwissen, weil der Merksatz noch nicht mal einprägsam ist.

Eine Frage ist:
Wie verhält sich die AP am Okular in Abhängigkeit zur Öffnung und zur Vergrößerung/Okularbrennweite. Die Frage hat nun mal nichts mit der "Helligkeit" zu tun. Der einzige Aspekt, wo hier Helligkeiten relevant werden, ist, wenn die Eintrittspupille am Auge kleiner ist als die AP. Dann wird Licht "verschenkt". Typisch hat man das Problem bei Minimalvergrößerung.

Eine andere Frage ist:
Wie verhält sich die Helligkeit im Auge unter verschiedenen Vergrößerungen. Und da muss man nochmals zwei Unterfälle unterscheiden.

Punktlichtquellen ändern ihre Helligkeit nicht, wenn sie unter verschiedenen Vergrößerungen betrachtet werden. Allerdings wird aufgrund der Abbildungsauflösung ab einer bestimmten Vergrößerung eine solche nicht mehr punktförmig wahrgenommen.

Flächige Objekte werden dunkler wahrgenommen je höher die Vergrößerung ist, weil je Licht-Rezeptor auf der Netzhaut weniger von der Fläche abgebildet wird (damit auch weniger Licht dort ankommt).

Das zumindest ist die einfache Erklärung. Kompliziert wird's wenn man sich die Helligkeitswahrnehmung auf der Netzhaut anschaut. Gerade an der Grenze zur Sichtbarkeit ist die Empfindlichkeit auf der Netzhaut weder gleichverteilt noch linear. Stichworte sind "indirektes Sehen" und "neuronale Verdrahtung der Sehzellen" und deren "Umprogrammierung" beim Nachtsehen. Dazu kommen neuronale Wahrnehmungsfilter, z.B. dass das Hirn darauf trainiert ist, eine Bewegung aus einem ansonsten statischen Bild zu erkennen und herauszulösen. Ich wackle mir so manch ein Nebelfetzchen am Himmel erst sichtbar.

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: am:
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Odysseus
Mitglied im Astrotreff


97 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  12:28:21 Uhr  Profil anzeigen
SERVUS ZUSAMMEN

was genau ist die Eintrittspupille.

Danke und CS
Odysseus

Bearbeitet von: am:
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CorCaroli
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
4166 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  12:53:11 Uhr  Profil anzeigen  Besuche CorCaroli's Homepage
Hallo,

Zitat:
was genau ist die Eintrittspupille.


Das ist die Öffnung deines Auge, bzw. die Größe der Pupille.

Diese ist abhängig vom Licht und auch vom Alter der Person, wobei
es hier eine große Streuung der maximalen Öffnung der Augenpupille
gibt.


Bearbeitet von: am:
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AS-Fan
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
3408 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  12:53:46 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,
Eintrittspupille ist der Durchmesser/Größe des Fernrohrobjektivs. Da eben, wo das Licht in die Optik eintritt.
Gruß Armin

Bearbeitet von: am:
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D_SPITZER
Meister im Astrotreff

Deutschland
675 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  15:31:55 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,
Zitat:
Eintrittspupille ist der Durchmesser/Größe des Fernrohrobjektivs.


Zitat:
Das ist die Öffnung deines Auge, bzw. die Größe der Pupille.


Beides ist richtig, kommt drauf an, welches Teilsystem man betrachtet.

viele Grüße + CS,
Daniel
---------------------------
www.deepskyjournal.com

Bearbeitet von: am:
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Odysseus
Mitglied im Astrotreff


97 Beiträge

Erstellt  am: 10.12.2016 :  17:08:33 Uhr  Profil anzeigen
Servus nochmal

Vielen Dank für die Antworten ich kannte es nur vom
Spiegel Linsen Objektivdurchmesser her.

Hab die obigen Sätze ned ganz bligd.


Thankx und
CS Odysseus



Bearbeitet von: am:
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