Spinne --> Spikes

Henri,

soweit mein theoretisches Wissen reicht, entstehen keine Doppelspikes.

Das Ergebnis bzgl. der Spikes dürfte identisch sein.

Zwar erzeugt jede 'Spinnenhälfte' einen nur halb so hellen Spike wie ein einzelner, der gerade über die Öffnung läuft. Aber die Helligkeit des zweiten addiert sich an exakt der gleichen Stelle hinzu, so dass im Endeffekt ein gleich heller, einzelner Spike entsteht.

Ich hoffe, das macht Sinn!

hi,

soweit ich das mitbekommen habe spiegelt sich jeder spinnenarm als beuggungserscheinung über die gesamte fläche, die konstruktion rechts oben würde also sehr wohl einen doppelspike als 2 parallele kreuze erzeugen.
alles mit vorbehalt, haftung ausgeschlossen.

l.g. robert

Robert,

> die konstruktion rechts oben würde also sehr wohl einen doppelspike
> als 2 parallele kreuze erzeugen.

Hmmm.

Nun laufen aber Beugungsstrahlen immer exakt durch eine Punktlichtquelle hindurch. Wie stellst Du Dir das bei 'parallelen' Strahlen vor?

Hallo Henri,

jeder Spinnenarm mit radialer Symmetrie erzeugt zwei Spikes die von der Lichtquelle in entgegengesetzte Richtung ausgehen. Solange die Arme also parallel sind, liegen die Spikes von jeweils zwei Armen übereinander, Du wirst also auch mit der exzentrischen Anordnung nur vier Spikes sehen.

Viele grüße,
Andreas

Nein, die Orientierung ist entscheidend, nicht die Lage. Solange die gegenüberliegenden Spinnenarme parallel zueinander stehen, gibt es wieder das gewohnte Kreuz mit 4 Spikes. Siehe auch Auführungen zur exzentrischen Spinne bei meinem 24". So sagt es die Beugungstheorie und so sieht es auch bei mir am Stern tatsächlich aus.

Zur Erläuterung:
Jeder Einzelarm erzeugt einen Beugungsstrich genau senkrecht zum Arm.
- Einarm Spinne macht 2 Spikes
- Zweiarm: 4 Spikes
- Dreiarm: 6 Spikes
- Vierarm: 8 Spikes, wenn obige Bedingung erfüllt , fallen je 2 aufeinander und es gibt 4 Spikes

hi andreas,

für den fall das du recht hast habe ich ja jede haftung ausgeschlossen.

l.g. robert

Hallo Henri,

keine Angst. Mein 10"er hat die gleiche Fangspiegel-Konstruktion wie die rechte Zeichnung von Dir.

Es fallen lediglich 4 Spikes auf - und diese sind kaum wahrnehmbar - zumal die Spinne aus sehr dünnem Blech besteht.

Das VMC von Vixen hat auch eine "vierarm-Spinne" und die Beugungserscheinungen sind aufgrund der massiv ausgeführten Streben (ca. 5mm dick) gerade am Planeten aus meiner Sicht visuell nicht hinnehmbar. [}:)]

Also; auch die Dicke entscheidet.

Die Theorie wurde kurz aber ausführlich von Stathis geschildert. Dem gibt es nichts hinzuzufügen !

Also - don't panic. [:)]

Gruß

Copernicus

Hallo Henri,

so wie rechts oben gezeichnet werden es 4 Doppel-Spikes sein, da die gegenüberliegenden Streben nicht fluchten - wenn man genau hinguckt [:D]. Bei einer reinen Parallelverschiebung der einzelnen Streben verschiebt sich nur die Phasenlage des gebeugten Anteils (und die ist direkt nicht sichtbar), die Beugungsfigur selbst bleibt wie erwähnt unverändert. Parallelverschiebung bedeutet aber auch, dass sich die Befestigunspunkte am Tubus verschieben!

Gebeugte Grüße
Karl-Heinz

Hi,

das Beugungsmuster enspricht dem Quadrat der Amplitude der 2D-Fouriertransformierten (FT) deiner "Blende". Diese ist z.B. bei einem Kreis die Airy Funktion. Wenn Du also ein Programm zur Hand hast, welches Dir die FT (Amplitude) eines beliebigen Bildes zeigt, dann male dir doch deine Anordnung auf und berechne Dir die FT.
Ich habe so ein Progrämmchen geschrieben, es ist bei mir im Büro und ich kann Dir meine Berechnung hierzu erst morgen zeigen. Aber ich meine, daß auch diverse Astro-Bildverarbeitungsprogramme das vielleicht können.

Gruß
Moriarty

Hi DrMoriarty,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: DrMoriarty</i>
<br />Hi,

das Beugungsmuster enspricht dem Quadrat der Amplitude der 2D-Fouriertransformierten (FT) deiner "Blende". Diese ist z.B. bei einem Kreis die Airy Funktion. Wenn Du also ein Programm zur Hand hast, welches Dir die FT (Amplitude) eines beliebigen Bildes zeigt, dann male dir doch deine Anordnung auf und berechne Dir die FT.
Ich habe so ein Progrämmchen geschrieben, es ist bei mir im Büro und ich kann Dir meine Berechnung hierzu erst morgen zeigen. Aber ich meine, daß auch diverse Astro-Bildverarbeitungsprogramme das vielleicht können.

Gruß
Moriarty
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Bring das mit der 2D FT doch mal als Beispiel, weil das garantiert 99,9% aller Leser nicht in ihrem Mathe- Unterricht mitbekommen haben wie das funktioniert. Ich auch nicht, aber es interessiert mich sehr wie man zu einer kreisrunden Öffnung und geometrisch definierter Obstruktion das richtige Beugungsbild bzw. die PSF und EER quantitativ darstellen kann. Dabei bitte berücksichtigen: Das Lösen von Integralgleichungen ist auch nicht jedermanns Hobby. Die Lösungen würden schon reichen[:I]Vielen Dank im voraus.

Gruß Kurt

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: KHS</i>
<br />Hallo Henri,

so wie rechts oben gezeichnet werden es 4 Doppel-Spikes sein, da die gegenüberliegenden Streben nicht fluchten - wenn man genau hinguckt [:D].
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo,
Du hast recht, die Streben der Spinne sind auf der Zeichnung oben rechts nicht genau parallel bzw. rechtwinklig angeordnet. Da gibt es dann tatsächlich 4 Doppelspikes. Die einzelnen Doppelspikes bilden einen spitzen Winkel. Das liegt an der Zeichnung. Die gegenüberliegenden Spinnenbeine müssen genau parallel zueinander sein, dann gibt es solche Probleme nicht.
Ich mach mal eine neue Zeichnung.

Wenn das so aussieht, dann gibts nur 4 einzelne Spikes. Die gegenüberliegenden Spinnenbeine sind jeweils parallel.
Grüße Martin

Hi,

sorry [:D] ... nun, ich weiß, daß es sehr viele Astrofreaks gibt, die gerne Bildbearbeitung betreiben, und diese Fourier-Geschichten werden ganz gerne zur Bildfilterung benutzt. Daher der Hinweis. Im Mathe-Unterricht kommt das nicht dran.

Kurze Erläuterung: Jedes Signal, z.B. ein Gitarrenklang, kann in eine Summe von Sinuswellen, den Grund- und Oberschwingungen zerlegt werden, und ergeben das Frequenzspektrum.

Ähnliches kann man auch mit einem beliebigen Bild machen. Man kann es sozusagen durch eine ÜBerlagerung von "eierkartonartigen" Wellenlandschaften verschiedener Höhe und Feinheit zusammenbasteln.
In der Bildbearbeitung nutzt man das, indem man z.B die fein gerippelten Eierkartons wegschmeißt, dann hat man das Bild verschmiert, oder die groben Kartons, dann bleiben nur die Kanten, oder nur ganz spezielle Eierkartons, die Punkten in der FT entsprechen, um zB periodische Störungen (zB Streifenmuster) aus einem Bild zu entfernen.

Es ergibt sich aus physikalischen Überlegungen, daß eine an einem Hindernis gebeugte Lichtwelle im Unendlichen (bzw. im Fokus einer auf Unendlich fokussierten Optik) "zufällig" genau die Intensitätsverteilung für verschiedene "Eierkartons" ergibt, oder mathematischer, das Amplitudenquadrat der Fouriertransformierten.

Hat man also eine Software, die einem ein Bild fouriertransformiert, dann kann man daraus direkt ersehen, wie eine punkförmige Lichtquelle abgebildet wird. Ich werde nachher einfach mal versuchen, ein paar solcher Bildbeispiele zu posten.

Gruß
Moriarty

Hallo Leute,
letzten August stand ich beim Bau meines 12" Dobsons vor demselben Problem und hab da schon mal was gerechnet.
Ich habe Image Pro Plus Version 4.0 von Media Cybernetics benutzt (dürfte nur Spezialisten ein Begriff sein).
Die Daten sind nur qualitativ; zur quantitativen Berechnung der Beugungsbilder fehlt mir ein wenig das theoretische Hintergrundwissen.

Hier ein paar Beispiele:

Normaler Newton:

Beugungsbild dazu:

Offset-Fangspiegelstreben:

Beugungsbild mit Offsetstreben:

Offsetstreben nicht im 90° Winkel, aber gegenüberliegende parallel:

Beugungsbild:

Ich hoffe, Ihr könnt damit was anfangen.

Falls jemand ein einfaches brauchbares Berechnungsprogramm kostenlos zur Verfügung stellen könnte, wäre ich interessiert. Die von mir benutzte Software steht mir leider nicht privat zur Verfügung und läuft nur mit Dongle, und ihr Preis ist für diese Anwendung entschieden zu hoch[V].

Nachtrag: Legt die Details bitte nicht auf die Goldwaage - die Berechnung erfolgte pixelweise in relativ grobem Raster, so daß natürlich Quantisierungsrauschen dazu kommt.

Gruß,
Martin

Hi,

habe mal diverse Aperturen durchgerechnet. Ich denke, das Ergebnis ist interessant, auch die "apodisierten" Öffnungen.

Ein Refraktor:

Ein apodisierter Refraktor (mit Gradientenblende):

Öffnung mit Obstruktion ohne Spinne ("Maksutov"):

Öffnung mit Obstruktion ohne Spinne ("Maksutov") und apodisiert - recht interessantes Ergebnis, das wäre ein feines Produkt! Es wäre technisch nicht weiter schwierig, auf einem Maksutov eine solche Gradientenblende aufzudampfen, die paar Prozent Licht, die dadurch verloren gehen, fehlen lediglich in den Beugungsringen !

Diverse Fangspinnen in Reflektoren - meines Erachtens stören die Beugungsmuster der Fangspinne mehr als die Obstruktion ...

Die versetzte Fangspinne erzeugt Ausfransungen an den Spikes:

Habe mir heute dieses Progrämmchen zusammengefrickelt; wenn Interesse besteht, werde ich es weiterentwickeln und zur Shareware machen.

Gruß
Moriarty

Hallo

was ich wirklich auch fazinierend finde ist die tatsache das ich bei meinem 120/1000 Newton mit 4mm dicken Schrumpellack gestrichenen Fangspiegelsteben diese Kaum sehe (jedenfalls nicht als helle Spikes) sie aber bei ungunstiger Lage die Saturnmonde abschatten umn an dem 220/1200 mit 0,8mm Streben diese schön glatt sozusagen messerscharfe ultrahelle Spieks entstehen.
Kann man daraus schließen das Scharfe Kannten Spiks fördern weil sie auf langer Bahn definiert gleichmäßig das Licht beugen?

Ich glaub jetzt dämmerts langsam, wenn ich meine dicken Finger in den Strahlengang gehalten habe hat der noch nie einen Spik erzeugt[:D]

Gruß Frank

Frank,

&gt; Fangspiegelsteben [...] bei ungunstiger Lage die Saturnmonde
&gt; abschatten

Wie meinst Du das? Geht in meine Birne nicht rein.

Nach meiner Logik und optischem Verständnis spielt die relative Lage der Fangspiegelstreben zum Objekt keine Rolle. Eine Abschattung kann nicht auftreten, da von einem Saturnmond eine Wellenfront einfällt, und kein Laserbeam...

Bekannte Ausnahme: Man möchte verhindern, dass ein Spike genau über ein Detail läuft, für das man sich interessiert. D.h. ein z.B. Spike vom Saturn läuft dummerweise genau durch die Position, wo man einen sehr schwachen Mond vermutet und entdecken möchte. Dann würde sich ein Verdrehen des Tubus anbieten.

Macht das Sinn?

Habt Erbarmen, ich bin refraktophil... [;)]

Hi Stefan,

macht Sinn. Newtonwürfeln, direkt vor jeder Aufnahme, damit die Spikes auch passen

steffen

Hi,

nene, je dünner die Strebe, desto besser. Denn eigentlich erzeugt ja nicht die Strebe den Spike, sondern die Interferenz allen Lichts, welches die Strebe ungehindert passiert (drum sind die Spikes auch rechtwinklig zur Strebe, was halt bei vier Streben nicht auffällt...). Ich vermute mal, daß die größere Öffnung für die helleren Spikes verantwortlich ist.

Gruß
Moriarty

Hallo Stefan,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Habt Erbarmen, ich bin refraktophil... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Solange du weiterhin so tolle Bilder machst, ist das kein Problem[;)].

Was ich als Dobsonier nicht verstehe ist, daß es tatsächlich Leute geben soll, die sich ihre schöne Refraktor-Abbildung mit Spikes durch "künstliche Fangspiegelstreben" aufpeppen!

=&gt; FrankH: Wenn die Abschattung nicht geradlinig und scharfkantig ist, wird das Licht außerhalb des Beugungsscheibchens nicht in scharfen Spikes konzentriert, sondern gleichmäßiger verstreut. Du siehst zwar keine scharfen Spikes, aber eine Kontrastminderung gibt's trotzdem.

=&gt; Julian: Bei der unscharfen Begrenzung wird die Energie außerhalb des Beugungsscheibchens dann schön gleichmäßig verstreut, richtig?
Doppelsternbilder sehen damit bestimmt super aus. Bei Planeten- und Mondaufnahmen dürfte sich trotzdem eine Kontrastminderung einstellen, die größer ist als mit scharfer Begrenzung bei voller Öffnung. Ebenso bei Dunkelzonen in Gasnebeln und Galaxien.

Um das herauszufinden, müßte man Testbilder oder Bilder realer Objekte durchrechnen und die Ergebnisse dann vergleichen. Dazu wären solche Bilder pixelweise mit dem Beugungsbild zu verrechnen. Das ist einfacher als eine Fourier-Transformation. Die Ergebnisse wären bestimmt interessant. Damit's sinnvolle Resultate liefert, ist als Bildformat intern natürlich Fließkomma-Darstellung Pflicht.
Nafpie könnte dazu vielleicht einige seiner Super-Aufnahmen zur Verfügung stellen, die wir dann "künstlich versauen"[:D].

Gruß,
Martin

Martin,

&gt; Was ich als Dobsonier nicht verstehe ist, daß es tatsächlich Leute
&gt; geben soll, die sich ihre schöne Refraktor-Abbildung mit Spikes
&gt; durch "künstliche Fangspiegelstreben" aufpeppen!

Ich bin auch solche 'Leute'. [;)]

Was wäre diese Aufnahme ohne Spikes?

Leider habe ich keinen Vergleich zu einem Bild ohne Spikes. Muss das demnächst mal machen...

Vielleicht hat sich auch nur dieses Bild von M45 - entstanden mit der Schmidt-Kamera auf dem Mount Palomar - in mein/unser Hirn eingebrannt. Es wurde in fast jedem Buch gedruckt und weit verbreitet.

Doch das Beste am Refraktor ist: man kann es sich aussuchen: MIT oder OHNE Spikes... [:D]

&gt; Nafpie könnte dazu vielleicht einige seiner Super-Aufnahmen zur
&gt; Verfügung stellen, die wir dann "künstlich versauen"

Für interessante Experimente bin ich immer zu haben... [;)]

Beste Grüße
Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinB</i>

=&gt; FrankH: Wenn die Abschattung nicht geradlinig und scharfkantig ist, wird das Licht außerhalb des Beugungsscheibchens nicht in scharfen Spikes konzentriert, sondern gleichmäßiger verstreut. Du siehst zwar keine scharfen Spikes, aber eine Kontrastminderung gibt's trotzdem.

Gruß,
Martin

<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

stimmt es gab genau einem streifenformige flaue Zone dort wo die Fangspiegelstreben sind, die Auswirkungen auf das restliche Bild? leider kein Vergleich

Gruß Frank

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinB</i>
=&gt; Julian: Bei der unscharfen Begrenzung wird die Energie außerhalb des Beugungsscheibchens dann schön gleichmäßig verstreut, richtig?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hi,
eigentlich genau nicht. Das ist ja der "Witz". Durch die unscharfe Begrenzung wird erreicht, daß die Wellen sich genau derart überlagern, daß vor allem die Beugungsringe einfach weniger werden. Eine Gauß-Apertur wird auf ein Gauß-Scheibchen abgebildet, ohne Beugungsringe. Das zeigen auch die Rechnungen. Beugung ist ja kein Streu-Effekt, sondern ein Interferenzeffekt, und man kann die sich überlagernden Komponenten so einstellen, daß die Beugungsringe verschwinden, ohne daß das Zentrum schwächer wird. Eine Spur breiter wird es wohl. Das Verfahren heißt "Apodisieren" oder "Apodizing". Ob es in der Praxis was bringt, ist die Frage, aber technisch aufwändig wäre es nicht, neben der normalen Vergütung auf einen Mak noch eine Gradientenblende aufzudampfen.

Gruß
Moriarty

Hallo Julian,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">

habe mal diverse Aperturen durchgerechnet. Ich denke, das Ergebnis ist interessant, auch die "apodisierten" Öffnungen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das finde ich besonders interessant. So wie ich aus einigen Darstellungen der MTF in Fachbüchern entnehme bringt die Apodisation bei Refraktoren (d. h. ohne Obstruktion) keinen sonderlichen Gewinnn. Bei obstruierten Öffnungen könnte das natürlich deutlich anders aussehen, weil ja hier insbesondere bei mittleren Ortsfrequenzen ein deutlicher Einbruch der Kontrastübertragung auftritt. Dazu zwei Fragen:

1. Ist es schwierig die MTF für eine obstruierte Öffnung mit Apodisation zu berechnen?

2. Spricht etwas dagegen die erforderliche Gradientenblende z. B. unmittelbqar vor dem FS eines Cassgrain- Systems zu platzieren?

Letzteres hätte den Vorteil kleinerer Abmessung der Blende und der Möglichkeit zu schnellem Austausch.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Diverse Fangspinnen in Reflektoren - meines Erachtens stören die Beugungsmuster der Fangspinne mehr als die Obstruktion ...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das ist sicher für die Abbildung von Sternen sowie von lichtschwachen Monden in der Nähe von Planeten wichtig. Wie sieht es mit der Minderung der MTF allein durch die Spinne aus?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Habe mir heute dieses Progrämmchen zusammengefrickelt; wenn Interesse besteht, werde ich es weiterentwickeln und zur Shareware machen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ich bin sehr interessiert.[:p]

Gruß Kurt

Hallo Kurt

du meist die Beugungserscheinungen der Spinne also die Spikes apodisieren?
das klingt interessant, da die Spikes von hellen Sternen durchaus dunklere Sterne überstrahlen

Gruß Frank