Selbstbau: Künstlicher Stern

  • hallo,


    ich habe bereits auf einigen webseiten gelesen, dass man sich mittels eines laser pointers (conrad o.ä.) einen künstlichen stern bauen kann.


    die designs differieren aber deutlich. einmal wird empfohlen, die fokussiereinrichtung des laser pointers abzuschrauben und "direkt" auf die laser halbleiterdiade zu blicken, oder aber der laser pointer bestrahlt eine stahlkugel oder - passend zur anstehenden zeitspanne -eine weihnachtsbaumkugel, oder aber es wird eine kurzbrennweitige linse vor den pointer gesetzt.


    mich interessieren eure selbstbauerfahrungen, schön wären auch ein paar bilder, die eure künstliche-stern-box zeigen.


    gruss,
    michael

  • Moin Michael,


    kleine (5-10mm) Stahlkugel auf eine dünne und schwarze Achse vor schwarzem Stoff(Hintergrund). Das Ganze mit ner Lichtquelle (z. B. Diaprojektor (ohne Dia<img src=icon_smile_wink.gif border=0 align=middle>) beleuchten. Streulicht vermeiden!


    Beachte, dass, je nachdem WAS Du testen möchtest, das Spektrum der Lichtquelle wichtig ist. "Sonnenlicht" erzeuge ich mit einer Quecksilberhochdrucklampe (~6 kK). Die gibts allerdings nicht eben mal bei "Aldi" und im Fachhandel meist nur im kW-Bereich. Das ist ein bischen ville. Ich nutze eine 50W Variante.


    Alternativ geht auch Kunstlicht mit Konversionsfolie, die die Farbtemperatur nach Blau verschiebt.


    Gruß
    Oliver



    Oliver Rensch * Pressereferent@GvA-Hamburg.de

  • Hi,
    Laserpointern gegenüber bin ich immer recht skeptisch eingestellt.
    Mein künstlicher Stern besteht aus einer Taschenlampe, einer Lochblende und einem umgekehrten 10mm Okular, die in Reihe aufgebaut sind. Funktioniert ganz wunderbar.
    Grüße
    Stefan Loos

  • ok, soweit ich diesen aufbau verstehe, verwendet man diese hochreflektierende kugeloberfläche deshalb, weil aus geometrischen gründen damit erreicht wird, dass man eine kohärente kugelwelle erzeugt.


    und damit kann man diese lichtquelle als testlichtquelle verwenden. richtig?


    die beleuchtung der kugel kann natürlich auch durch einen laserpointer erfolgen. ich denke, dass es in diesem zusammenhang egal ist, ob dieser die kugel diffus oder kollimiert bestrahlt. der unterschied liegt hier wohl in der sich ergebenden intensität.


    gruss,
    michael

  • Hi,


    mein künstlicher Stern sieht ähnlich aus wie die meisten anderen hier auch: Fahradlampe mit Hallogenbirne, 9V Batterie, Alufolie drum rum - fertig.


    Wichtig ist, dass das Loch in der Alufolie extrem klein ist. Ich habe dieses Loch mit einer sehr feinen Nähnadel hinein "gestossen". Als Unterlage diente dabei der Boden eines grossen Kochtopfs. So dringt die Nadel nur mit dem vordersten Teil der Spitze durch die Alufolie hindurch. (Für den zweiten Versuch brauchst du eine zweite Nadel, weil die erste wahrscheinlich "platt" ist :-)


    Ciao, Heiner

  • <BLOCKQUOTE id=quote><font size=1 face="Verdana, Arial, Helvetica" id=quote>Zitat:<hr height=1 noshade id=quote>
    ok, soweit ich diesen aufbau verstehe, verwendet man diese hochreflektierende kugeloberfläche deshalb, weil aus geometrischen gründen damit erreicht wird, dass man eine kohärente kugelwelle erzeugt.


    und damit kann man diese lichtquelle als testlichtquelle verwenden. richtig?


    die beleuchtung der kugel kann natürlich auch durch einen laserpointer erfolgen. ich denke, dass es in diesem zusammenhang egal ist, ob dieser die kugel diffus oder kollimiert bestrahlt. der unterschied liegt hier wohl in der sich ergebenden intensität.
    <hr height=1 noshade id=quote></BLOCKQUOTE id=quote></font id=quote><font face="Verdana, Arial, Helvetica" size=2 id=quote>


    Hallo Michael,


    allgemeine Zustimmung!<img src=icon_smile_approve.gif border=0 align=middle> Wenn ich so die anderen Vorschläge sehe befürchte ich, vielleicht mit einer Kanonenkugel auf einen Spatzen geschossen zu haben....<img src=icon_smile_blush.gif border=0 align=middle>
    Für den Vorschlag Loch in Alufolie hab ich auch noch ne Idee: Es gibt im Filmbereich SCHWARZE Alufolie mit etwa 3facher DIcke der im Haushalt üblichen (gibts vielleicht auch im guten Fotohandel). Diese ist "knautschsicherer" und reflektiert nicht nach vorn (was egal ist, wenn der Raum sonst dunel ist - ist er aber ja meist nicht <img src=icon_smile.gif border=0 align=middle>)


    Schönes Wochenende
    oLLi

  • Zunächst lieber Michael, muß klar sein, was man testen will:
    Soll es ein Sterntest werden, ein Ronchi-Gittertest oder ein
    Foucault-Test. Nur beim Sterntest selbst braucht man eine
    Lochblende, aber auch da ginge eine Laserdiode ohne Optik deren
    Lichtpunkt etwa 1/100 mm groß ist oder ein dünnes Lichtleiter-
    kabel von einer Leuchtdiode her und anschließender Verkleinerung
    durch ein Okular wie es Kurt Schreckling auch hier beschreibt.
    Der hat damit Beugungs-Test fotografiert.


    Für den Foucault- und Ronchi-Gitter-Test ist ein Lichtspalt
    viel interessanter. Auch die früheren Lichtzeiger-Birnchen
    mit einem dünnen Draht als Wendel waren prima als "Lichtspalt"
    benutzbar. Der Lichtspalt bringt mehr Licht.


    Beim Foucault-Test reicht bereits eine beleuchtete Lichtkante,
    also eine Leuchtdiode, die von einer Seite mit einer Messer-
    schneide begrenzt ist, noch besser, wenn man die "Halbkugel"
    davor planschleift und darauf die Schneide setzt.


    Wolfgang Rohr





    <img src="http://home.t-online.de/home/wolfgang.rohr/farb-ig2.JPG" border=0>
    http://rohr.aiax.de

  • Hallo Wolfgang,


    vielen Dank für die Erläuterungen. Meine Absicht ist eine ganz einfache: Ich möchte gerne einen simplen Optiktest mittels intra/extrafokalen Beugungsscheiben durchführen können.


    Hierzu habe ich - noch einmal vielen Dank für die Anregungen - bisher schon etwas experimentiert und werde wohl einen Aufbau mit einer Laser-Diode mit verschiebbarer Kollimationslinse und einer davon bestrahlten Kugellagerkugel realisieren. Ein erster Freihandtest brachte ein schönes Beugungsscheibchen als Ergebnis. Nun werde ich hierzu einen festen Aufbau basteln - sobald ich fertig bin, werde ich hier darüber berichten.


    Auch wenn solch ein künstlicher Stern natürlich nicht die Genauigkeit einer Autokollimationsmessung erreicht, kann man damit recht gut eine Optik kollimieren.


    Gruss,
    Michael König

  • Hallo Michael,
    Lasepoiter Linse ab und fertig ist der künstliche Stern für fast alle Fälle! Der ist auch klein genug, dass man z. B. beim Test im Krümmumgsradius eines 16" f/5 Spiegels ein sauberes Beugungsbild im Startest sieht. Ebenso kann man damit sehr empfindlich nach Foucault oder Ronchi testen. Man braucht keine Blende oder Spalt. Der Laserpunkt ist aber auch ohne Linse und ohne Verspiegelung vieeel zu hell und man muß unbedingt dämfen. Ich verwende dazu ein Neutralglas oder ein Grünfilter. Da kommt immer noch genügend Rotlicht durch. Ich hab schon vielerlei künstliche Sterne erprobt, insbesondere für die Test bei der Spiegelherstellung/ Parabolisierung. Die polierte Stahlkugel läst sich selten so fein polieren und liefert daher ziemlich viel Streulicht. Die Christbaumkugel liefert Nebenreflexe und Astignmatismus, weil die Glasoberfläche auch reflektiert und die Kugel nicht exakt sphärisch ist. Bei der Projektion einer kleinen, abgeblendeten Glühlampe mittels Linse oder Okular hat man Probleme mit Verschmutzungen und Kratern auf der Linse. Die einfache Abblendung einer Lampe mit einer Lochblende hat ihre Tücken, weil die Lochblende sehr klein sein muss. Ohne zusätzliche Kondensorlinse liefert solch eine Quelle eine wenig homogene Ausleuchtung des Spiegels.


    Zun intra/exttafokalem Test ohne Autokollimation und ohne Kollimationsfernrohr muss der Stern ca 50x Brenweite entfernt stehen. Sonst gibt es mit geringer werdendem Abstand stark zunehmende sphärische Abberation. Bei 50x Brennweite funktioniert reicht eine mit ca 0,5 mm Loch abgelendete Taschenlampen- Glühbirne.


    Also, warum denn einfach, wens den auch kompliziert geht![:D]


    Gruß Kurt

  • so, die tipps (vielen dank!) wurden nunmehr in eine bastelarbeit umgesetzt:





    eigentlich gibt es zu den bildern wenig anzumerken. nur soviel, die stahlkugel wurde auch einer m3 schraube befestigt, diese wiederum auf einer mutter, die am gehäuse sitzt. dadurch kann die stahlkugel sehr fein vor dem laserpointer auf und abbewegt werden. so verändert man den reflexionswinkel und damit die strahlintensität. die kollimationslinse vor der laserhalbleiterdiode kann abgeschraubt werden.


    gruss,
    michael

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>
    <br />Hallo Michael,
    Lasepoiter Linse ab und fertig ist der künstliche Stern für fast alle Fälle!


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


    [?]Der Thread ist zwar eine Weile her, aber ich will mir auch einen künstlichen Stern aus einem Laserpointer basteln, vertraue da den Einwänden und Hinweisen von Dir, Kurt. Allerdings: "Linse ab" - wie ist das zu realisieren? Hast Du dem Ding einfach das vordere Teil abgesägt? Und wie verhindert man dabei, dass funktionsnotwendige Teile zerstört werden?


    Norbert


    der steirische Austronom

  • hallo norbert,


    ich hatte es sehr einfach, da mein laserpointer in einer messingröhre sitzt und die linse sich einfach abschrauben lies. wenn die linse allerdings fixiert ist, würde ich den laserstrahl auf eine stahlkugel lenken. ggf. musst die hierzu vor der linse noch eine lochblende anbringen.


    gruss,
    michael

  • Noch ein Aspekt...
    Auf der Strecke 50x Brennweite kann man leicht lokalen Seeingproblemen erliegen, dann ists auch wieder vorbei mit der Künstlichkeit. um das zu minimieren scheint es mir sinnvoller, die Stahl- oder Weihnachtsbaumkugel vom Fernrohr aus zu beleuchten, dann müssten sich die Seeingeffekte raussubtrahieren. Allerdings ist meine Erfahrung mit komplettem Laser an der christbaumkugel die, dass der Leser störende Intereferenzsprenkel macht. Weiss nicht, obs an dem LAser oder der Christbaumkugel mit ihrem Glas über der Verspiegelung liegt. Mit ner Taschenlampe gehts dabei m.E. besser.
    Gruß,
    Martin

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">die Stahl- oder Weihnachtsbaumkugel vom Fernrohr aus zu beleuchten, dann müssten sich die Seeingeffekte raussubtrahieren. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Marin,
    sorry, das tun sie leider nicht. Sie addieren sich. Sonst hätten wir nicht das leidige Problem mit Tubus- seeing insbesondere bei Spiegelteleskopen.


    Die Bestrahlung einer glänzenden Kugel funktioniert so ungefähr wie der Schuss von hinten durch die Brust ins Auge[:D] Bei Sonnenschein ist der Test im freien wegen bodennaher Turbulenz praktisch wertlos.
    Die Erzeugung des künstlichen sternes viel einfacher durch Projektion einer kleinen, abgeblendeten Glühlampe mittels Okularprojektion, wenn man keine Laserdiode ohne Kollimationsoptik verwenden möchte. Das funktioniert sowohl für Labortests nach Foucault, Ronchi und "Star" als auch im freien bei größerem Abstand, allerdings im dunklen. Bei Verwendung eines 8 mm Plössl als Projektionsoptik habe ich beim Test meiner 12" f/4,8 und 16" f/4,7- Spiegel nichts von Okularfehlern bemerkt (Vergleich mit Laser- Diode ohne Optik).
    Gruß Kurt

  • Hallo, Kurt,
    dass sie sich addieren...klingt plausibel....aber ich bin noch nicht überzeugt!
    Der Laserstrahl wird ja parallel in sich zurückgeworfen und müsste dann auch denselben Weg durch die Turbulenzen wiederfinden. Im Tubus des Spiegelteleskop geht er aber i. A. einen anderen Weg zurück!!!
    Nun?
    Gruß,
    Martin

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Martin Krahn</i>
    <br />Hallo, Kurt,
    dass sie sich addieren...klingt plausibel....aber ich bin noch nicht überzeugt!
    Der Laserstrahl wird ja parallel in sich zurückgeworfen und müsste dann auch denselben Weg durch die Turbulenzen wiederfinden. Im Tubus des Spiegelteleskop geht er aber i. A. einen anderen Weg zurück!!!
    Nun?
    Gruß,
    Martin
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Martin,
    dann leg mal eine Floatglas- Scheibe direkt auf den Hauptspiegel. Der Strahl vor und zurück hat dann gar keine andere Chance als fast genau auf dem selben Wege durch die Glasscheibe zu marscheren. Die Störungen in Floatglas ADDIEREN sich mit jedem Durchgang, (hier zwei) wirklich. Solche Versuche hab ich z. B mit Folien, Floatglas und auch künstlicher thermisch erzeugter Turbulenz unmittelbar vor dem HS mit Ronchi, Star- und Foucault- Test an div. Spiegeln gemacht.
    Gruß Kurt

  • Hallo, Kurt,
    will ich alles gerne glauben. Bei deinem Beispiel wird der Strahl direkt vor einem Spiegel (Plan-?) durch die unsaubere Scheibe (oder Torbulenz...) abgelenkt, trifft nicht mehr orthograd und kann dann nicht mehr direkt in sich zurückgeworfen werden.
    Mein Gedankengang lehnt sich an bestimmte Praxen des künstlichen Sterns für adaptive Großoptiken an und nahm an, dass das durch Turbulenzen unterwegs irritierte Laserlicht, das die Weihnachtsbaumkugel trifft und wieder durch dieselben Turbulenten zum Fernrohr zurückgeworfen wird, denselben Weg zurück wieder "geradegebrochen" wird. Bleibt für mich immer noch plausibel, vielleicht jetzt eingeschränkt dadurch, dass der Weg nicht 100%ig derselbe ist (wenn der Einfallswinkel an der Kugel nicht exakt 90° ist), aber doch immer noch dieselben Turbulenzen an ziemlich genau denselben Stellen durchläuft und deswegen den Ausgangsort auch wieder sehr gut finden muss...
    Gruß,
    Martin

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Martin Krahn</i>
    <br />Hallo, Kurt,
    will ich alles gerne glauben. Bei deinem Beispiel wird der Strahl direkt vor einem Spiegel (Plan-?) durch die unsaubere Scheibe (oder Torbulenz...) abgelenkt, trifft nicht mehr orthograd und kann dann nicht mehr direkt in sich zurückgeworfen werden.
    Mein Gedankengang lehnt sich an bestimmte Praxen des künstlichen Sterns für adaptive Großoptiken an und nahm an, dass das durch Turbulenzen unterwegs irritierte Laserlicht, das die Weihnachtsbaumkugel trifft und wieder durch dieselben Turbulenten zum Fernrohr zurückgeworfen wird, denselben Weg zurück wieder "geradegebrochen" wird. Bleibt für mich immer noch plausibel, vielleicht jetzt eingeschränkt dadurch, dass der Weg nicht 100%ig derselbe ist (wenn der Einfallswinkel an der Kugel nicht exakt 90° ist), aber doch immer noch dieselben Turbulenzen an ziemlich genau denselben Stellen durchläuft und deswegen den Ausgangsort auch wieder sehr gut finden muss...
    Gruß,
    Martin
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Martin,
    das hat nix mit orthograd zu tun. Es spielt daher keine Rolle, ob die Schlieren vor einem Planspiegel oder einem Parabolspiegel liegen. Die Beeinflussung der Wellenfront in einem transparenten Medium ist von dessen Brechzahl n und der Schichtdicke abhängig. Die Lichtgeschwindigkeit wird um den Faktor n-1 im Verhältnis der Vacuum-Lichtgeschwindigkeit verzögert. Bei Gasen ist die Brechzahl annähernd proportional der Dichte und bei konstantem Druck proportional der Temperatur. Temperaturunterschiede der Luft im Strahlengang erzeugen also z. b. Tubus- seeing. Wenn man durch ein gegebes Luftpacket den Strahl exakt hin und her schickt, so wird die Wellenfront zweimal exakt in der gleichen Weise beeinflußt so als sei die Schicht doppelt so dick. Bei sehr geringen Temperaturdifferenzen bleiben dann immer noch Phasenverschiebungen in der Wellenfront, die notwendigerweise zu einer Störung des idealen Beugungsbildes führen. Ein Teil des Lichtes landet in der Nähe aber des zentralen Airy- disk und der Beugungringe und führt zu Minderung der Kontrastübertragung.


    Dein Gedankengang funktioniert nicht, weil die Kugel den ankommenden Strahl in Gegenwart von Schlieren aus verschiedenen Richtungen annkommend sieht. Umgekehrt sieht man dann mehrere künstliche Sterne, eine Bewegung und/oder eine Verschmierung zu einem Lichtfleck, je nach Art der Luftschlieren.
    Gruß Kurt

  • Eines ist mir bei der Verwendung einer "nackten" Laserdiode als künstlicher Stern völlig unklar:


    Ein Laser erzeugt doch praktisch planparallele Strahlen, auch in großer Entfernung vergrößert sich der bestrahlte Lichtpunkt kaum. Daher trifft doch der Laser den zu prüfenden Spiegel nur an einem Punkt, der der Größe der Emmissionsfläche entspricht, also ein 10 Mikrometer-Pünktchen! Messe ich da nicht bei allen Tests eben nur diesen winzigen Bereich des Spiegels? Das gäbe dann natürlich in keinem Falle mehr eine sphärische Abberation ...


    Im Unterschied dazu leuchchtet eine normale Lichtquelle mit Lochblende bzw. Licht oder Laser in Reflexion von einer Kugeloberfläche den ganzen Spiegel aus, ebenso wie ein Stern!


    Hab ich da irgendwo einen Denkfehler?

  • Hallo zusammen,
    darf ich mich erst mal vorstellen, ich heiße Harald Kroker und komme aus München. Ich verfolge seit kurzem die postings hier und finde das hier sehr interessant.


    zu Norbert: "Nackte" Laserdioden haben keinen kollimierten Strahl, deswegen brauchen sie eben eine Linse! Der Abstrahlwinkel ist mehrere dutzend Grad, das leuchtet jeden noch so schnellen Spiegel aus.


    zu Martin Krahn bzw. Kurt:
    Das mit den Turbulenzen ist ein wenig kniffelig. Ich habe mal in einem Institut gearbeitet, die einen Laser Guide Star gebaut haben. Man schießt dabei mit einem gelben Laser in 80km Höhe und erzeugt einen Fleck von wenige Bogensekunden. Den kann man dann als Leitstern für eine Adaptive Optik verwenden. Das geht aber nur zum korrigieren von sogenannten "höheren Thermen" (Zernike...), nicht aber für die Verkippung der Wellenfronten (tip-tilt, bzw das "herumzappeln" des Sternes), die muß an einem echten Stern korrigiert werden.
    Warum das so ist, ist weiß ich nicht mehr so genau...


    Harald

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: norbert</i>
    <br />Eines ist mir bei der Verwendung einer "nackten" Laserdiode als künstlicher Stern völlig unklar:


    Ein Laser erzeugt doch praktisch planparallele Strahlen, auch in großer Entfernung vergrößert sich der bestrahlte Lichtpunkt kaum. Daher trifft doch der Laser den zu prüfenden Spiegel nur an einem Punkt, der der Größe der Emmissionsfläche entspricht, also ein 10 Mikrometer-Pünktchen! Messe ich da nicht bei allen Tests eben nur diesen winzigen Bereich des Spiegels? Das gäbe dann natürlich in keinem Falle mehr eine sphärische Abberation ...
    L
    Im Unterschied dazu leuchchtet eine normale Lichtquelle mit Lochblende bzw. Licht oder Laser in Reflexion von einer Kugeloberfläche den ganzen Spiegel aus, ebenso wie ein Stern!


    Hab ich da irgendwo einen Denkfehler?



    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Norbert,
    ja, Denkfehler, weil die "nackte" Laserdiode eben kein paralleles Lichtbündel erzeugt, sondern einen 12"- Spiegel in ca 5-6 m Abstand locker ausleuchtet, erfahrungsgemäß nicht ganz homogen. Der auf den ersten Blick planparallele Strahl eines Laser- Pointers oder Justierlasers wird mit Hilfe einer kleinen abnehmbaren Linse erzeugt. Ihr Durchmesser begrenzt auch die minimal mögliche Öffnung des Strahlenbündels. Das hat etwas mit der Wellennatur des Lichtes zu tun.
    Gruß Kurt

  • Hallo,


    soweit ich weiss, enthält eine adaptive Optik enthält einen tip/tilt Spiegel und einen "deformable mirror", um die atmosphärischen Wellenfrontdeformationen zu kompensieren.


    Die verbleibenden Deformationen werden mit einem Wellenfrontsensor gemessen, mit dessen Output man das aktive (das deformierbare) Element steuert. Meist verwendet man das "curvature wavefront sensing" und die Wellenfrontanalyse nach dem Shack-Hartmann Prinzip. Und hierbei kommen die Zernike Polynome mit ins Spiel, um Abbildungsfehler zu beschreiben (Z(5) beschreibt etwa den Astigmatismus).


    Michael

  • Hallo,


    soweit ich weiss, enthält eine adaptive Optik enthält einen tip/tilt Spiegel und einen "deformable mirror", um die atmosphärischen Wellenfrontdeformationen zu kompensieren.


    Die verbleibenden Deformationen werden mit einem Wellenfrontsensor gemessen, mit dessen Output man das aktive (das deformierbare) Element steuert. Meist verwendet man das "curvature wavefront sensing" und die Wellenfrontanalyse nach dem Shack-Hartmann Prinzip. Und hierbei kommen die Zernike Polynome mit ins Spiel, um Abbildungsfehler zu beschreiben (Z(5) beschreibt etwa den Astigmatismus).


    Michael

  • Kurt
    Hallo, allmählich gebe ich klein bei...
    ...zumal ich das mit den künstlichen Sternen für die AO offensichtlich auch nur knapp zur Hälfte geschnallt habe.
    Zumindest aber ein bisschen hatte ich das richtig in Erinnerung - wenn auch anscheinend nicht für die eigentlich entscheidenden Störfaktoren.
    Dann warte ich also mal wieder auf eine seeingmäßig optimale Nacht UND geduldig ausgekühlten Tubus...
    Gruß,
    Martin

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