Flächenhelligkeit immer gleich?

    Hallo,
    Ich hab da eine Verständnisfrage:
    Meine These:


    Wenn ich in einem Teleskop, nehmen wir der Einfachheit halber einen 100/1000 Refraktor, ein flächenhaftes Ojekt mit unterschiedlichen Vergrößerungen beobachten dann muss auch die Helligkeit unterschiedlich sein. Ein und dieselbe Lichtmenge wird schließlich auf unterschiedlich große Fläche verteilt. z.B. mit einem 20mm Okular ist die Vergrößerung 1000/20 = 50 mit einem 10 mm Okular doppelt so hoch also 100 fach mit der 4 fachen Fläche. Die Lichmenge ist aber die selbe weil die Linse immer noch 100 mm hat und damit die gegebene Lichtmenge auf die 4 fache Fläche verteilt wird. Mache ich da einen Denkfehler, ich lese immer dass die Helligkeit nicht größer wird egal ob ich mit bloßem Auge beobachte oder mit Teleskop,
    Anders ist das wenn ich zwei unterschiedliche Teleskope habe z.B. ein 100/1000 und ein 200/1000.
    Da hätte ich bei gleicher Vergrößerung die 4 fache Helligkeit und bei doppelter Vergrößerung dieselbe Helligkeit.
    marty

    Hallo Marty,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    ... dann muss auch die Helligkeit unterschiedlich sein.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ich glaube du musst erst mal definieren was du mit dem Begriff "Helligkeit" meinst.


    Gruß
    Michael

    Hallo Marty,


    die Flächenhelligkeit kann visuell nie grösser als mit dem blossen Auge werden, weil die AP durch die Pupille begrenzt wird. Kleiner kann sie mit zunehmender Vergrösserung und damit abnehmender AP schon werden.
    Du hast also keinen Denkfehler gemacht und dennoch stimmt die Behauptung, dass die Flächenhelligkeit durch ein Teleskop gegenüber dem blossen Auge nicht gesteigert werden kann. Der begrenzende Faktor ist das Auge bzw. der Pupillendurchmesser. Wenn die AP des Teleskops grösser ist als der Pupillendurchmesser, so kommt der Teil des Lichtbündels, der den Pupillendurchmesser überschreitet, gar nicht auf der Netzhaut an.


    Gruss Heinz

    Hallo Michael,
    Natürlich. Ich meine die subjektive Flächenhelligkeit. Genauer kann ich das jetzt auch nicht definieren.
    Hallo Heinz,
    Also ein 200/1000 mit einem 30mm Okular ergibt 33,33 fache Vergrößerung und 6mm Austrittspupille. Damit die größte erreichbare Helligkeit.
    Beim 100er gibt das im Vergleich zum 200er bei gleicher Austrittspupille: 100/6 = 16,666 fache Vergrößerung.
    Also das 200er ergibt 4fache Lichtmenge bei doppelter Vergrößerung also identische Helligkeit. wenn ich beim 200er 16,6 fach vergrößern würde, dann käme eine Austrittspupille von 12 mm zustande, die dazu führen würde, daß entsprechend weniger Licht bis zur Netzhaut kommt.
    Das kann man logischerweise auch fortsetzen bis zum bloßen Auge.
    Ok, das kann ich nachvollziehen. Entspricht auch meiner Erfahrung dass ich mit einem ETX70 Deep Sky Objekte weitgehend gleichhell sehe, wenn auch bei deutlich kleinerer Vergrößerung
    Danke marty

    Hi Marty,


    warum so kompliziert rechnen- bleib doch bei deinem Beispiel 100/1000 und 200/1000 und nimm ein 10mm Okular- dann geht alles im Kopf zu rechnen.


    100/1000 =&gt; 100-fache Vergrößerung, AP ist 1mm


    200/1000 =&gt; 100-fache Vergrößerung, AP ist aber 2mm


    Also doppelte Öffnung = 4-fache Fläche und die AP wird ebenfalls doppelt so groß bzw. hat die 4-fache Fläche. Damit sammelst du zwar 4x soviel Licht, verteilst es aber auch wieder auf die 4-fache Fläche.


    ergo- gleiche Flächenhelligkeit [:)]


    Gruß
    Stefan

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
    Also doppelte Öffnung = 4-fache Fläche und die AP wird ebenfalls doppelt so groß bzw. hat die 4-fache Fläche. Damit sammelst du zwar 4x soviel Licht, verteilst es aber auch wieder auf die 4-fache Fläche.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hi Stefan


    Auf der Hornhaut sicherlich, aber auf der Netzhaut ist die Flächenhelligkeit tatsächlich viermal so groß, da bei gleicher Vergrößerung gleich groß abgebildet wird. Es geht halt durchaus dunkler als mit bloßem Auge. Jede AP kleiner als die Maximalöffnung des Auges macht dunkler. Nur heller, wie oben ganz richtig beschrieben, geht es nicht ohne chirurgische Eingriffe.


    Viele Grüße
    Stick

    Hallo zusammen


    Heisst das dann nicht auch im Umkehrschluss, dass in die Sonne schauen ohne und mit ungefiltertem Teleskop gleich gefaehrlich fuer die Netzhaut ist?


    OK, mit Teleskop ist der geschaedigte Netzhautbereich groesser, aber die Verbrennung pro Netzhautzelle muesste ja demnach gleich gross sein.


    Irgendwie schwer nachvollziehbar aber muss wohl stimmen.


    Gruesse,
    Andreas

    Hallo Andreas,


    genau diese Frage habe ich mir auch schon gestellt.
    Aber die sehr viel höhere Gesamtenergie, die mit Teleskop im Auge angekommt, ist anscheinend gefährlich, weil dadurch ein grosser Teil des Glaskörper erhitzt wird. Ich vermute mal, dass die mit blossem Auge nur punktuell auftretende Hitze besser abgeleitet werden kann und kleine Bewegungen des Auges dazu führen, dass nicht immer die gleiche Stelle der Netzhaut der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist.


    Gruss Heinz

    Hallo,
    Wenn man länger direkt in die Sonne schaut dann wird die Netzhaut auch geschädigt. Besonders bei Sonnenfinsternissen gibt es immer wieder Meldungen über Erblindungen.


    Klar geht es auch heller, einfach mit empfindlicher Videokamera, oder Restlichtverstärker :) aber das war ja nicht die Frage.
    Grüße marty

    Hi Stick, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">aber auf der Netzhaut ist die Flächenhelligkeit tatsächlich viermal so groß, da bei gleicher Vergrößerung gleich groß abgebildet wird<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Das war jetzt aber ziemlicher Schmarrn, oder? Solange die AP am Okular kleiner als die Eintrittspupille am Auge ist, passt meine Aussage. Und natürlich bleibt die Vergrößerung gleich, aber in dem Beispiel ändert sich dummerweise die AP von 1mm auf 2mm. Von einer AP größer als die EP des Auges war nirgendwo die Rede.


    Die in meinem Beispelt doppelt so große AP mit 4-facher Fläche wird auf die 4-fache Fläche im Auge projieziert. Und damit ist die Flächenhelligkeit auf der Netzhaut eben nicht viermal größer. Die einzelnen Rezeptoren bekommen dadurch nicht mehr Licht ab- die Helligkeit wird als gleich empfunden.


    Und was du mit der Hornhaut willst versteh ich nun garnicht. [:)]


    Hallo Heinz,


    zu dem Beispiel mit der Sonne- passt doch zur Flächenhelligkeit. Mit der entsprechenden Öffnung wird eine bestimmte Menge Energie gesammelt. Diese wird im Fall des Teleskops dann auf die Größe der AP gebracht. Egal wie groß das Teleskop nun auch ist- es wird nicht mehr Energie dadurch erzeugt als das was vorne reinfällt.


    Und egal wie groß die AP ist- die vorn einfallene Lichtleistung oder Energie wird am Okular wieder auf die AP verteilt austreten. Würde das Auge diese Energie abkönnen, dann träte wohl der gleiche Effekt auf- egal ob kleine AP oder große AP- wir würden es als gleich hell empfinden.


    Hi Andreas, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Heisst das dann nicht auch im Umkehrschluss, dass in die Sonne schauen ohne und mit ungefiltertem Teleskop gleich gefaehrlich fuer die Netzhaut ist?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Das Auge mit seiner Größe sammelt insgesamt weniger Energie als z.B. ein Teleskop mit 100mm Öffnung- damit ist selbstverständlich der Blick mit dem ungefilterten Teleskop um das entsprechende Verhältnis gefährlicher.


    Gruß
    Stefan

    Eigentlich ganz einfach. Wie kann bei gleicher Vergrößerung und daher gleich groß wahrgenommenem Bild (im obigen Beispiel jeweils 100fach) die ausgeleuchtete Fläche auf der Netzhaut viermal so groß sein? Wird das Bild, das dann von 4mal so viel Sinneszellen verarbeitet wird, im Gehirn runterskaliert? Seit wann bestimmt die AP, wie groß man etwas sieht?


    Sorry, gar kein Schmarn.


    Können wir gern eine Wette eingehen.

    Hi,


    doch Schmarrn. Die Vergrößerung der Kombination Teleskop-Okular ist gleich- korrekt. Das tatsächlich sichtbare Feld am Himmel bleibt damit auch gleich.


    Die AP ist beim Wechsel von einem 100/1000 zum 200/1000 aber doppelt so groß.


    Damit wird das sichtbare Bild schlichtweg auf eine 4x so große Fläche projieziert. Ist das so schwer zu verstehen?


    Gruß
    Stefan

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die AP ist beim Wechsel von einem 100/1000 zum 200/1000 aber doppelt so groß.
    Damit wird das sichtbare Bild schlichtweg auf eine 4x so große Fläche projieziert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Sorry Stefan,


    das ist Unsinn.
    Bei gleicher Teleskop- und Okularbrennweite ist die Vergrösserung und Fläche auf die der selbe Bildausschnitt projeziert wird, gleich gross.
    Bei doppelter Öffnung und den zuvor genannten Bedingungen ist die AP doppelt so gross und die Flächenhelligkeit 4x grösser.


    Gruss Heinz

    Hallo Heinz, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bei gleicher Teleskop- und Okularbrennweite ist die Vergrösserung <font color="orange">und Fläche auf die der selbe Bildausschnitt projeziert wird, gleich gross</font id="orange">.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Das kann doch nicht stimmen- siehe die Rechnung dazu. <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Beispiel 100/1000 und 200/1000 jeweils mit 10mm Okular


    100/1000 =&gt; 100-fache Vergrößerung, AP ist 1mm


    200/1000 =&gt; 100-fache Vergrößerung, AP ist aber 2mm<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Vergrößerung bleibt, tatsächliches Gesichtsfeld auch- aber die AP wird größer. Demzufolge muss das dargestellte Objekt auf die Größe mit doppelten Radius oder 4-facher Fläche abgebildet werden. Ansonst würde ja auch die Sache mit der immer gleichen Flächenhelligkeit nicht passen- dann würde ja immer eine größere Öffnung auch die Flächenhellligkeit anheben, was aber definitiv nicht der Fall ist- darüber sind sich ja auch woh alle einig.


    Gruß
    Stefan

    Hallo Stefan,


    bei gleicher Brennweite und doppelter Öffnung ist die Flächenhelligkeit fotografisch immer 4 mal grösser, wenn nicht irgendwo im Strahlengang vignettiert wird!
    Visuell wird aber durch die Pupille vignettiert, sobald die AP grösser wird als der Pupillendurchmesser und darum kann mit eine Teleskop die Flächenhelligkeit gegenüber dem blossen Auge nicht gesteigert werden.
    Das ist doch das Licht, welches 'verschenkt wird', wenn die Okularbrennweite zu kurz ist.


    Gruss Heinz

    Stefan,


    die Austrittspupille "funktioniert" wie eine Blende. Sie bestimmt den Durchmesser des Strahlenbündels, das wiederum hat aber nichts mit der Größe des entstehenden Bildes zu tun. Oder ändert sich bei deiner Kamera das Gesichtsfeld wenn du die Blende verstellst? Nein - beeinflußt werden einzig Schärfentiefe (hier irrelevant) und Bildhelligkeit.


    Viele grüße
    Caro

    Hallo Heinz,


    von fotografisch war nicht die Rede, es ging um visuell. Und es war auch nicht die Rede davon das die AP größer als die EP wird- es ging ganz exakt um das Beispiel das ich auch nochmals zitiert habe.


    Also visuell, Brennweite 1000mm und ein Okular mit 10mm. Und das im Vergleich bei 100mm und 200mm Öffnung.


    Da gibt es keine Vignetierung weil die AP zu groß würde, selbst wenn man noch ein weiteres Teleskop mit 300/1000 nimmt- da wäre halt die AP dann 3mm groß oder bei 400mm Öffnung würde eine AP von 4mm erreicht.


    Und auch mit 400mm Öffnung wäre dann gegenüber dem 100/1000 noch immer die gleiche Vergrößerung gegeben, am tatsächlichen Blickfeld ändert sich auch nix- einzig die AP geht auf 4mm. Was dann 16-faches Lichtsammelvermögen des Teleskops entspricht und dieses gesammelte Licht wird dann wiederum auf die 16-fache Fläche projiziert.


    Die Rechnungen kann man auch hier selbst nachvollziehen-
    Televue- Okularrechner: 100/1000 eingetragen
    TV Okularrechner: Teleskop 400/1000 eingetragenOder halt anklicken und reinssehen was z.B. beim 10mm Ethos als Ergebnis zu lesen ist- es ändert sich nur die AP, sonst nix.


    Hi Caro,


    es geht nicht um eine Kamera- es geht um das Auge- und darum, weshalb die Flächenhelligkeit eines Objekts mit einem Teleskop betrachtet nie größer sein kann als mit freiem Auge betrachtet. Das die AP den Durchmesser des Strahlenbündels bestimmt ist mir durchaus klar. [:)]

    Hi Stefan


    Ich hoffe, wenn Du schon auf die Wette nicht eingehst, Du nimmst den 'Schmarrn' zurück, wenn's an der Zeit ist.


    Die Flächenhelligkeit eines Objekts auf der Netzhaut kann nur wegen der Pupillenweite des Auges nicht größer werden. Unterhalb Maximal-AP ist sie variabel.


    Aber mal eine andere Frage. Warum wird denn der Mond so dunkel, wenn man ihn bei gleicher Vergrößerung mit einer AP von 0,3 mm anschaut und warum blendet er bei 6mm AP?


    Vielleicht liegt ja hier der Hund begraben: wenn ich von Flächenhelligkeit spreche, meine ich den Zustand auf der Netzhaut. Und die ändert sich nunmal, wenn viermal so viel Licht auf dieselbe fläche projiziert wird. Gleiche Vergrößerung bedeute gleiche Fläche auf der Netzhaut.


    Grüße
    Peter

    Hallo Stefan,


    schlaf einfach mal 'ne Nacht drüber und denk morgen noch mal über diesen Satz nach:<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
    <br />Was dann 16-faches Lichtsammelvermögen des Teleskops entspricht und dieses gesammelte Licht wird dann wiederum auf die 16-fache Fläche projiziert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wohl gemerkt, die Teleskopbrennweite bleibt gleich!


    Der TV-Rechner zeigt mir übrigens, dass das True Field sich nicht mit der Öffnung ändert.

    Hallo Heinz,


    was isst falsch dran?


    100mm zu 400mm Öffnung ist 4-facher Durchmesser, Fläche damit im Quadrat größer, also 16-fach.


    AP geht von 1mm auf 4mm- also auch Faktor 4 bzw. 16-fach auf die Fläche gedacht.


    Und das sich am Blickfeld nix ändert hatte ich ja schon geschrieben und auch nix anderes behauptet <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">am tatsächlichen Blickfeld ändert sich auch nix<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ebenso hatte ich die Brennweite Teleskop und Okular nicht geändert. Also worüber soll ich nun eine Nacht nachdenken?


    Brennweite- jedesmal 1000mm
    Okularbrennweite- jedesmal 10mm
    Vergrößerung damit immer 100
    Sichtbares Feld mit z.B. dem 10mm Ethos jedesmal 1°


    Du hast weiter vorne geschrieben-
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bei doppelter Öffnung und den zuvor genannten Bedingungen ist die AP doppelt so gross und die Flächenhelligkeit 4x grösser.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wenn ich 4-fach Licht sammel und dieses dann auf die 4-fache Fläche verteile- wo wird dann was heller? Im Hinterkopf behalten- Flächenhelligkeit, nicht Helligkeit einer punktförmigen Lichtquelle.


    Hi Peter, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie kann bei gleicher Vergrößerung und daher gleich groß wahrgenommenem Bild (im obigen Beispiel jeweils 100fach) die ausgeleuchtete Fläche auf der Netzhaut viermal so groß sein?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Fakt ist doch- doppelte Öffnung ergibt doppelte AP.


    Blickwinkel oder Gesichtsfeld bleibt gleich, Vergrößerung auch.


    Was wird dann auf der größeren AP dargestellt? Genau das was vorher auch zu sehen war, nur auf die größere AP verteilt.


    Gruß
    Stefan

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
    <br />Und das sich am Blickfeld nix ändert hatte ich ja schon geschrieben und auch nix anderes behauptet<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Eben doch:<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">und dieses gesammelte Licht wird dann wiederum auf die 16-fache Fläche projiziert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich werde heute nichts weiter dazu schreiben ...

    Hallo Stefan


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Was wird dann auf der größeren AP dargestellt? Genau das was vorher auch zu sehen war, nur auf die größere AP verteilt. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Genau, nur das die größere AP auf der Netzhaut wieder auf die gleiche Fläche abgebildet wird wie die kleinere ==&gt; größere Helligkeit, weil mehr Licht auf die gleiche Fläche auftrifft!


    So wie es Caro schon beschrieben hat!


    Schöne Grüße
    Bernhard

    Hi Stefan


    Du hast ja in fast allem Recht, nur findet die Abbildung nicht auf der AP statt, sondern nach Durchgang der Linse auf der Netzhaut. Dort treffen alle parallelen Lichtstrahlen in guter Nährung denselben Fleck. Und zwar gleichgültig, ob das ein Kreis paralleler Lichtstrahlen mit 1 oder 3 oder (wäre das Auge groß genug) 200mm Durchmesser ist. Das ergibt nur mehr Saft, der sich auf den dazugehörigen Fleck auf der Netzhaut konzentriert.


    Es stimmt. Bezogen auf das Lichtbündel zwischen Auge und Okular bleibt die Flächenhelligkeit konstant. Nur weil bei gleicher Vergrößerung das Bild auf der Netzhaut, die letztendliche Abbildung, nicht mitwächst, wird es heller.


    Grüße
    Peter

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