Vor/Nachteile einer hohen Brennweite?

Hallo Emil,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Emil Nietlispach</i>
Und deshalb ist ein langsames Oeffnungsverhältnis ein nachhaltiger Vorteil beim Beobachten.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenn das wirklich so wäre, würde man extrem langbrennweitige Teleskope bauen, um dem Seeing ein Schnäppchen zu schlagen. Aber leider funktioniert das nicht. Ich glaube dir gerne, dass du ein Teleskop mit langsamen Öffnungsverhältnis hast, und dass du damit besser beobachten kannst als mit irgendeinem anderen Instrument.
Aber die Verallgemeinerung, dass ein Teleskop mit langsamem Öffnungsverhältnis weniger Seeing-anfällig sein soll, ist falsch.

Was würde denn deiner Meinung nach passieren, wenn man bei einem 200mm f/4 Teleskop eine 2-fach Barlowlinse nachschaltet? Entspricht es dann einem 200mm f/8 Teleskop?

Gruss
Michael

Hallo Emil,

Dein Modell lässt sich ja ganz einfach mit entsprechender Software überprüfen.
Ich hab das mal mit Oslo gemacht.
Hierzu hab ich mal eine Linse vor einen150 f/4 Newtonspiegel gesetzt.
Der hab ich eine riesige Brennweite von knapp 2km verpasst, das bewirkt eine Änderung der Brennweite um 0,187mm
Nun hab ich die Brennweite des Spiegels und damit das Öffnungsverhältnis verdoppelt also jetzt f/8.
Schaltet man die gleiche Linse mit den knapp 2km Brennweite davor beträgt die Änderung der Brennweite durch diese Linse nun 0,748mm.
Das ist 0,748/0,187 = 4 mal so viel.
Die Schärfentiefe hat sich aber ebenfalls um Faktor 4 erhöht
f/4……. 2*0,000546*(4^2) = 0,0175mm
f/8 …….2*0,000546*(8^2) = 0,0699mm
Unterm Strich hat sich also am Verhältnis von Defokus und Schärfentiefe nichts geändert.

Damit ist jetzt endgültig bewiesen das ein langsameres Öffnungsverhältnis keine Verbesserung bringt.

Grüße Gerd

Hallo Michael,
-also, wenn die an einem 10m Teleskop ein langsames Oeffnungsverhältnis hätten,fehlte der Platz in der Kuppel! Die Grossteleskope sind schnell aus praktischen Gründen.

-Das Argument mit der Barlow-Linse habe ich mir auch schon überlegt, aber es fehlt mir dazu die Durchsicht. Wie sieht es dann mit der Tiefenschärfe aus? Die Linse wird mitbewegt beim Fokussieren. Das erschwert die Betrachtung.

-ich rede ja von einer bestimmten atmosphärischen Störung,bei der das langsame Oeffnungsverhältnis besser abschneidet. Geht man dabei von einem Fokussprung in der Strahlenrichtung aus (longitudinal), dann kann man rein strahlengeometrisch die Sache sich einsichtig machen anhand eines Beispiels: Bei einer 1:8 Optik verschiebe sich der Fokus um 1mm. Dann sind es bei einer 1:4 Optik 0.5mm.(Beispiel von Stathis). Nun haben wir aber eben gelernt, dass die Fokustoleranz bei der 1:8 Optik 4mal grösser ist. Folglich bleibt bei 1:8 das Bild besser im Fokus.
Manchmal ist es eben besser, Störungen strahlengeometrisch zu deuten, als mit einer Wellendeformationsformel.
Gruss Emil

Hallo Emil,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Emil Nietlispach</i>
Bei einer 1:8 Optik verschiebe sich der Fokus um 1mm. Dann sind es bei einer 1:4 Optik 0.5mm.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das widerspricht dem Beispiel, das Gerd eben durchgerechnet hat.

Gruss
Michael

Hallo Gerd,
beim obigen Beispiel hatte ich deine Oslo-Resultate noch nicht gesehen. Sie stimmen nachdenklich, aber es bleibt für mich ein erklärungsbedürftiges Fakt, dass ich bei bestimmtem atmosphärischem Seeing mit dem langsamen Oeffnungsverhältnis besser fahre. Gruss Emil

Hallo Emil,

bei gleicher Vergrößerung und unterschiedlichem Öffnungsverhältnis bleibt als Unterschied die kleinere AP bei dem langsamen Teleskop. Die kann natürlich dazu führen das du das Abbild ruhiger empfindest- schwächt man beim schnellen Teleskop mit einem Neutralfilter die Helligkeit ab wird sich kein erkennbarer Unterschied mehr ergeben.

Gruß
Stefan

Hallo Emil,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Emil Nietlispach</i>
... aber es bleibt für mich ein erklärungsbedürftiges Fakt, dass ich bei bestimmtem atmosphärischem Seeing mit dem langsamen Oeffnungsverhältnis besser fahre.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Mögliche Erklärungen:
-- Die meisten Okulare kommen mit einem f/8 Lichtkegel besser zurecht als mit einem f/4 Kegel
-- Der f/4 Spiegel hätte im Gegensatz zum f/8 Spiegel signifikante Koma
-- Es gibt viele weitere Faktoren, die einen Einfluss auf die Bildqualität haben. Ein aussagekräftiger Vergleich wäre nur möglich, wenn man zwei Teleskope hätte die sich _ausschliesslich_ im Öffnungsverhältnis unterscheiden und ansonsten völlig identisch sind. Aber diese Voraussetzung dürfte wohl in der Regel nicht zutreffen.

Gruss
Michael

Hi,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Stick</i>
<br />Berechnet sich die AP nicht als Öffnung/Vergrößerung? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Korrekt. Bei gleicher Vergrösserung haben die 200mm f/4 und 200mm f/8 Teleskope selbstverständlich die gleiche Austrittspupille.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Stick</i>
Trotzdem wüßte ich gern den Denkfehler in meinem obigen Beispiel.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ich fürchte da wirst du deine Gedanken erstmal klarer formulieren müssen.

Gruss
Michael

Hallo Stefan,
an sich ein guter Erklärungsversuch, aber mit 25cm Oeffnung habe ich genügend Licht am Mond, die Turbulenzen können sich da nicht verstecken.

Hallo Gerd,
bei der Oslo-Rechnung ist die Linse direkt vor dem Teleskop plaziert gedacht. Aber in meinem Modell kann sie in einer Höhe von 20km sein, und wie dann die Rechnung aussieht,müsste noch gezeigt werden.
Gruss Emil

Hi,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Stick</i>
Welcher Teil davon ist gänzlich unverständlich? Unter Schaden verstehe ich, daß der Strahl nicht da ankommt, wo er soll.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Zuerst müsstest du mal ganz genau spezifizieren, welche Art von Fehler der Strahl haben soll. Einen seitlichen Versatz? Oder einen Winkel-Fehler? Oder einen Laufzeit-Fehler?
Und dann kann man das gesamte optische System mit diesem Input durchrechnen und wird zu dem Schluss kommen, dass im Auge immer der gleiche Fehler sichtbar sein wird, unabhängig vom Öffnungsverhältnis.

Ein Teleskop ist eine Black Box die ein Eingangssignal in ein Ausgangssignal umwandelt. Das Eingangssignal ist der Winkel der einfallenden Lichtstrahlen. Das Ausgangssignal ist der Winkel der Lichtstrahlen, die aus dem Okular rauskommen. Es ist völlig egal was in der Black Box drin ist, solange es keine zusätzlichen Fehler hinzufügt.
Wenn das Eingangssignal aufgrund von Seeing vermurkst ist, dann kommt hinten auch Murks raus. Daran kann man mit einem passiven optischen System nichts ändern.

Gruss
Michael

Hallo Emil,

in meiner ersten Simulation war die Linse 2m vor dem Spiegel.
Als Basis habe ich nicht einfach den paraxial Fokus genommen sondern auf beste Abbildung (minimaler RMS) fokussiert so wie man es auch am Teleskop machen würde.
Ich kann natürlich auch mal 2km Linsenabstand eingeben als Brennweite für die Linse hab ich jetzt mal 10km genommen.
Das ergibt folgendes Ergebnis
Defokus für
f/4………0,04722mm
f/8………0,18861mm
Es bleibt also auch bei 2km Linsenabstand beim Faktor 4

Grüße Gerd

Hallo Gerd,
ja, das ist ein Rückschlag! Morgen gehe ich für eine Woche in die Provence mit dem Teleskop und hab dort Zeit, das nochmals zu überlegen.
Empirisch ist die Sache ja noch nicht ausgefochten. Weshalb liest und erfährt man, dass Abblenden manchmal gegen schlechtes Seeing hilft? Abblenden der Eintrittspupille ist ja nichts anderes als das Oeffnungsverhältnis langsamer zu machen. Es wurde früher immer argumentiert, die Luftsäule über der Linse sei dann kleiner und statistisch betrachtet, weniger den Turbulenzzellen ausgesetzt. Kaum verständlich. Aber warum dann bringt Abblenden manchmal etwas z.B. am Mond?

Gruss Emil

Hallo Emil,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Emil Nietlispach</i>
Weshalb liest und erfährt man, dass Abblenden manchmal gegen schlechtes Seeing hilft? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Weil dann die Öffnung (der Apertur-Durchmesser) kleiner wird. Es ist völlig richtig, dass der Seeing-Einfluss geringer wird, wenn man die Öffnung verkleinert. Dann haben wir aber nicht mehr den Fall, wo wir Teleskope mit gleichem Durchmesser und unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen miteinander vergleichen.

Gruss
Michael

Hallo miteinander.

Ich habe gerade diesen interessanten Thread entdeckt.

Michael Koch hat schon
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Mögliche Erklärungen:
-- Die meisten Okulare kommen mit einem f/8 Lichtkegel besser zurecht als mit einem f/4 Kegel
-- Der f/4 Spiegel hätte im Gegensatz zum f/8 Spiegel signifikante Koma <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
angegeben, und sie dürften den Kern der Sache treffen.

Auf einer französischen Website habe ich einmal gelesen, daß, wenn Jupiter exakt in der optischen Achse eines f/4 Parabolspiegels platziert würde, schon der Äquatorrand des Planeten allein auf Grund der Koma gerade noch beugungsbegrenzt ( = Strehl 0,8)abgebildet würde. Die Qualität im restlichen Feld kann man sich denken.

Auch die meisten klassischen Okulare sind bei f/5 und besonders unter f/4,5 schon am Anschlag.

Eine sehr gute Gegenüberstellung findet man hier in der Abbildung unter Punkt C:
http://www.telescope-optics.ne…_off_axis_aberrations.htm

Wenn dann noch die üblichen Verdächtigen, zB Kollimation nur bis zur Beugungsgrenze, und Obstruktionen von 30% und mehr, dazukommen, darf man als visueller Beobachter eher weichere Bilder erwarten.

Bei videografischer Beobachtung scheint der Einfluß eines kurzbrennweitigen Primärspiegels geringer zu sein, weil die "Fehlerquelle" Okular wegfällt. Eine hochwertige Brennweitenverlängerung wird vorausgesetzt.

Leuchtende Beispiele dafür sind die Ergebnisse von Torsten Hansen mit einem 200mm f/6 Newton, und Emil Kraaikamp mit einem Meade 250mm f/4,5 von 52° Breite aus: http://www.astrokraai.nl/viewimages.php?category=3

Einen Einfluß des Öffnungsverhältnisses auf das Seeing habe ich weder mit dem f/26 Kutter, noch mit dem f/12 Tetra, noch mit dem f/5 Newton feststellen können. Das haben Gerd und Michael auch überzeugend dargestellt.

So gibt es wahrscheinlich keinen grundlegenden Unterschied zwischen kurzen- und langen Brennweiten.

In der Praxis aber beobachte ich lieber mit langen Brennweiten![:D]

Grüßle,

Guntram

Hallo Guntram,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Auf einer französischen Website habe ich einmal gelesen, daß, wenn Jupiter exakt in der optischen Achse eines f/4 Parabolspiegels platziert würde, schon der Äquatorrand des Planeten allein auf Grund der Koma gerade noch beugungsbegrenzt ( = Strehl 0,8)abgebildet würde. Die Qualität im restlichen Feld kann man sich denken.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

na ja bei Jupiter mit sagen wir mal 45 Bogensekunden Durchmesser ist das nicht so.
Ich habs mal mit Oslo ermittelt.
Wenn das Teleskop auf der Achse vollkommen wäre und Strehl 1,0 hat ergibt sich bei einem f/4 Newton und einem Feldwinkel von 0,00625° (scheinbarer Radius Jupiter in °) ein Strehl von 0,998.
Das ist also wirklich bedeutungslos.
Für den Mond mit seinen rund 0,5° scheinbaren Durchmesser sieht das bei einem f/4 Newton allerdings völlig anders aus.

Zum Vergleich ein f/8 Newton sieht da erheblich besser im Feld aus.

Mit den Okularen hast Du natürlich recht, wenn wir da schon Sterne mit Schweif am Rand sehen bedeutet das ja das der Strehl bereits völlig im Keller ist.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Bei videografischer Beobachtung scheint der Einfluß eines kurzbrennweitigen Primärspiegels geringer zu sein, weil die "Fehlerquelle" Okular wegfällt. Eine hochwertige Brennweitenverlängerung wird vorausgesetzt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das liegt auch daran das eben genau die von Emil beschriebenen Schäfesprünge weitestgehend eliminiert werden können.
Da nehme ich ja sagen wir mal 2000 Bilder auf, jedes Bild hat durch den Seeingeinfluss einen etwas anderen Schärfepunkt aber von den 2000Bildern sind vielleicht 100 dabei wo der Schärfefunkt innerhalb der Wellenoptischen Schärfentiefe liegt, das Bild also scharf erscheint.
Diese 100 Bilder picke ich mir ja dann raus und hab dann nur noch mit anderen Seeingeffekten wie der Deformation des Planetenscheibchens zu kämpfen.
Die Schärfesprünge sind aber weitestgehend raus und deshalb ergibt sich ein erstaunlich gutes Ergebnis.

Grüße Gerd

Hallo Gerd.

Na, da hat mich wohl mein Gedächtnis und mein angejahrtes Französisch im Stich gelassen.
Danke für die Klarstellung!

Gruß,

Guntram