Öffnungsverhältnis Spiegelteleskop

toffi · 30. Oktober 2013

Hallo,

ich lese immer tapfer über Spiegelteleskope, dass diese ein Öffnungsverhältnis nach der Formel Ö=D/f besitzen. Nie finde ich eine Näherung oder sonstige Bemerkung, was mich sehr verwundert. Ist denn nicht der Fangspiegel eine Größe, die man in betracht ziehen sollte? Wenn er einen Durchmesser von 7cm hat, also eine Fläche von 38,5cm^2, dann trägt diese Fläche doch nicht zur Lichtbündelung bei. Die Gesamtfläche ist 324,9cm^2. Ist der Fangspiegel dann vernachlässigbar? Oder sind 8" (20,34cm) etwas mehr als 20cm und man nimmt dann 20cm an damit es etwa passt?

Wie sieht das beim Auflösungsvermögen aus, dort wird z.B. ohne Bemerkung 0,56" angegeben, ist der Fangspiegel dort relavant?

Wie sieht es bei der Lichtstärke aus?

Danke
Gruß
Christoff

2odiac · 30. Oktober 2013

Moin Christoff,

die Größe des Fangspiegels/dessen Halterung ist natürlich eine Größe, die man beachten sollte und wird als Obstruktion bezeichnet. Beziehst du die Obstruktion mit in deine Berechnungen ein, erhältst du ein Öffnungsverhältnis, das einer obstruktionsfreien Optik, wie z.B. einem APO entspricht, jedoch wäre ein solcher Vergleich nur hinsichtlich der Kontrastleistung sinnvoll. Der Haken an der Sache ist jedoch, dass die Obstruktion zwar den Kontrast mindert, jedoch das einfallende Licht nicht im gleichen Maße gemindert wird.

Schau auch mal hier: http://www.optik-pro.de/beratu…p-wahl/obstruktion/c,8694

Das Auflösungsvermögen wird meist nach einer einfachen Formel berechnet: Auflösungsvermögen = 138/Objektivöffnung

guckst du hier: http://www.astroshop.de/beratu…floesungsvermoegen/c,8693

Grundlagen für den Zusammenhang zwischen Öffnung und Auflösungsvermögen gehen auf Lord Rayleigh und das nach ihm benannte Kriterium zurück. Hier gibt´s was zu lesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Kriterium und http://de.wikipedia.org/wiki/Aufl%C3%B6sungsverm%C3%B6gen

"Lichtstärke" ist ein Begriff, der meist in Verbindung mit Objektiven genutzt wird, jedoch nichts anderes ist, als das Öffnungsverhältnis bei Teleskopen.

toffi · 30. Oktober 2013

Danke...
Ich weiß nicht ob das Rayleigh-Kriterium bei einem Spiegelteleskop von 8" anwendbar ist, da das Beugungsscheibchen nicht mit dem eines Refraktors vergleichbar ist, aber ich werde weiterforschen...

Wenn du so fit bist, vllt. ne zusatzfrage hinterher: Ich hab ohne Antares f/6,3 Reducer und ohne Tauschutzkappe ein deutliches Koma in meinen Bildern entdeckt. Ist der Reducer auch ein Komakorrektor? Ist die geringere Brennweite alleinig verantwortlich, dass ich die Koma nicht mehr so sehr sehe? Oder ist ohne die Taukappe das Streulicht hautsächlicher Komaverursacher?

Danke
Gruß
Christoff

Jonas242 · 30. Oktober 2013

der antares reducer ist auch ein bildfeldebner und reduziert damit das koma

toffi · 30. Oktober 2013

Okay, was genau bedeutet das, schließlich sind die Bildfeldwölbung und die Koma zwei unterschiedliche fehler.
Was ich mir vorstellen könnte ist, dass der Reducer, die sphärische Aberration behebt, und da die Koma nicht nur sphärische Aberration ist, wird ein Teil behoben, kann das sein?

2odiac · 30. Oktober 2013

Hallo Christoff,

warum sollte das Rayleigh-Kriterium nicht für Spiegelteleskope gelten? Im Endeffekt spielt es aber auch nur eine untergeordnete Rolle (vor allem bei Öffnungen >8"), da meist das Seeing der limitierende Faktor ist und nicht die Optik.

Wie Jonas schon geschrieben hat, reduziert ein Bildfeldebner auch das Koma (augenscheinlich) behebt das Koma aber nicht! Dazu solltest du einen MPCC oder ähnliches verwenden (an einem Newton). Aber über was für ein Teleskop reden wir eigentlich? Ein Newton, ein SN, ein SC, ein RC? Alles Systeme mit Spiegel, einem Fangspiegel und mehr oder weniger stark ausgeprägten Bildfehlern...

stefan-h · 30. Oktober 2013

Hi Christoff,

die Koma wird durch den Spiegel verursacht. Je schneller der Spiegel desto stärker ausgeprägt ist sie sichtbar. Bei einem f/6 im Randbereich gerade so sichtbar, bei f/5 schon stärker und so ab f/4,5 und noch schneller schon unangenehm sichtbar. Zur Abhilfe nutzt man einen Komakorrektor, besonders wenn man halbwegs schöne Fotos machen will (eben ohne die komatösen Sterne zum Bildfeldrand hin).

Das Öffnungserhältnis sagt ja auch noch etwas aus hinsichtlich des überschaubaren Feldes das du mit einer Optik hast. Ein 200/1000 zeigt dir ein größeres Feld als ein 100/1000. Fotografisch sollte man ab f/5 einen Korrektor nutzen.

Die Tauschutzkappe macht kein Koma- aber die kann dir eine Abschattung verursachen wenn sie zu eng und zu lang am Tubusende angesetzt ist.

Gruß
Stefan

KaStern · 30. Oktober 2013

Hallo Leute,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ein 200/1000 zeigt dir ein größeres Feld als ein 100/1000.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

das ist unzutreffend. Die beiden zeigen mit dem jeweils selben Okular
genau das gleiche Feld.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist denn nicht der Fangspiegel eine Größe, die man in betracht ziehen sollte?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ja, sollte man.
Aber nicht beim Öffnungsverhältnis, welches definitionsgemäß das Verhältnis
von Öffnung zu Brennweite ist.

Der Fangspiegel verringert die lichtsammelnde Fläche des Teleskopes
und er wirkt sich negativ auf das Kontrastübertragungsvermögen des Teleskopes
für die mittleren Ortsfrequenzen aus.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie sieht das beim Auflösungsvermögen aus, dort wird z.B. ohne Bemerkung 0,56" angegeben, ist der Fangspiegel dort relavant?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Nein, ist er in erster Näherung nicht.
Das Auflösungsvermögen nach Raleigh wird nicht negativ beeinflußt.
Wenn man es genau sehen will wird das Auflösungsvemögen für zwei
gleichhelle Doppelsterne sechster Größe sogar verbessert, weil die
zentrale Obstruktion den Durchmesser der Airy Disc etwas verringert.

Der Effekt ist aber für die Praxis bei einem 8" Teleskop kaum relevant.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie sieht es bei der Lichtstärke aus?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Der Terminus Lichtstärke ist in der Lehre der Optik festgelegt.
Schau mal nach.

Wenn du aber wissen willst ob sich der Lichtverlust durch die Abschattung
des Hauptspiegels durch den Fangspiegel sich auf die Belichtungsdauer
bei der Pkotographie auswirkt:
Ja, tut er. Ebenso wie der Lichtverlust an den verspiegelten Flächen.
Diese haben üblicherweise Reflektivitäten von ca 88% bis zu ca 97%.

CS, Karsten

stefan-h · 30. Oktober 2013

Hi Karsten,

ups- danke für die Richtigstellung. [:I]

Das kommt davon, wenn man zwischen einer kurzen Pause von Geburtstagsgästen schnell mal ins Forum guckt und dann schnell eine Antwort schreibt. Ums Eck gedacht und falsch geschrieben- sorry.

Gruß
Stefan

PS: oder liegt es am Alter? Bitte um Nachsicht, bei mir steht jetzt die 6 vorne dran [:D]

KaStern · 31. Oktober 2013

Hallo Stefan,

Nachträglich meinen herzlichen Glückwunsch zum Geburtstag!

Ja, so ein Lapsus ist mir aus ähnlichen Gründen auch schon passiert

Gruß, Karsten

toffi · 31. Oktober 2013

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie sieht das beim Auflösungsvermögen aus, dort wird z.B. ohne Bemerkung 0,56" angegeben, ist der Fangspiegel dort relavant?

Nein, ist er in erster Näherung nicht.
Das Auflösungsvermögen nach Raleigh wird nicht negativ beeinflußt.
Wenn man es genau sehen will wird das Auflösungsvemögen für zwei
gleichhelle Doppelsterne sechster Größe sogar verbessert, weil die
zentrale Obstruktion den Durchmesser der Airy Disc etwas verringert. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Die Airy Disc, also das Beugungsscheibchen sollte, laut Erik Wischnewski's Buch, aufgrund der beugenden Kanten des Fangspiegels breiter und weniger intensiv werden. Er macht deshalb das Dawes Kriterium für Spiegel und das Rayleigh-Kriterium für Refraktoren zur Grundlage. die Werte sind einmal 0,56'' bei 500nm mit rayleigh und 0,58'' mit Dawes. Ich beführchte, dass die Größe des Spiegels für die Anwendung des Kriteriums verantwortlich ist.

Ich glaub den Begriff der Lichtstärke vergess ich schnell wieder und sag einfach Öffnungsverhältnis, das passt soweit.

Wenn ich richtig gelesen hab, ist die Grenzgröße über die effektive Eintrittspupille gut bestimmbar...

Zusammenfassung: Obstruktion bei Öffnungsverhältnis /Lichtstärke vergessen und bei Grenzgröße effektive Eintrittspupille verwenden. Das Auflösungsvermögen ist wohl ne kleine Streitfrage, aber mit dem Rayleigh-Kriterium fährt man wohl gut...

Anmerkung: Dass man sich in so vielen Formeln für das Auflösungsvermögen die Wellenlänge spart, liegt wohl daran, dass man bei Bildung des Arcsin von nem kleinen Wert immer einen kleinen Wert bekommt, deshalb wird der wohl gemittelt.

stefan-h · 31. Oktober 2013

Hi Christoff,

lichtstark passt auch schon in dem Sinn. Wenn du eine f/10 mit einer f/5 optik vergleichst dann musst du bei f/10 4x solange belichten um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Bei Fotoobjektiven spricht man ja auch von "lichtstarken" Objektiven.

Hi Karsten,

danke für die Glückwünsche.

Habe gerade im Garten aufgeräumt- diee Nachbarn. Gestern Abend futterten sie bei mir den Tisch leer, heute warfen sie mir dafür 4 Steer Altholz in den Garten. [}:)][:D]

Der Kachelofen freut sich, muss das Zeug nur noch sägen.

Gruß
Stefan

KaStern · 31. Oktober 2013

Hallo Leute,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Airy Disc, also das Beugungsscheibchen sollte, laut Erik Wischnewski's Buch, aufgrund der beugenden Kanten des Fangspiegels breiter und weniger intensiv werden. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

ich kenne das Buch von Eric Wieschnewski nicht.
Falls er das so schreibt ist das falsch.

Das Beugungsscheibchen, englisch die Airy Disc, wird durch die Obstruktion kleiner.
Richtig ist daß die Airy Disc weniger Intensität enthält.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... aufgrund der beugenden Kanten des Fangspiegels ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Dieser unzutreffende Mist wird seid vielen Jahren in allerlei Büchlein verbreitet.

Die Kanten des Fangspiegels haben nicht damit zu tun.
Viele Fangspiegelkanten liegen nicht einmal im Licht
weil der Fangspiegel in einer Fassung sitzt.

Es ist so daß die veränderte Eintrittspupille zu einem veränderten Interferenzmuster
im Fokus führt. Vielleicht hilft die Lektüre von Vladimir Sacek's Seite:

http://www.telescope-optics.net/diffraction_image.htm

Hier etwas zum Auflösungsvermögen:

http://www.telescope-optics.net/telescope_resolution.htm

Und hier wie sich die Obstruktion auswirkt:

http://www.telescope-optics.net/obstruction.htm#quality

http://www.telescope-optics.ne…e_central_obstruction.htm

In Buch

Daniel J. Shroeder: Astronomical Optics

Kann man nachlesen wie genau der Radius r des Beugungsscheibchen
durch die zentrale Obstruktion e kleiner wird:

Danach gilt:

r = w * lambda * f/d

und die Zahlenangaben: