Warum keine 100% Strehl?

Weil das in Richtung Perpetuum Mobile ginge. Schön wäre sogar ein Strehl über 1, das heißt, es kommt mehr Licht aus dem Fernrohr raus als rein.[:D][;)]

Moin,
weil 100% als das theoretische Maximum definiert ist, das praktisch nur angenähert, aber niemals erreicht werden kann.

Hallo,

Eine perfekte Oberfläche kann es nicht geben. Einfach deshalb, weil sie aus Atomen aufgebaut ist, die eine bestimmte Größe haben. Schon deshalb hat eine Spiegeloberfläche immer Stufen und eine minimale Restwelligkeit, und kann nie perfekt glatt und gleichmäßig geformt sein, so wie die mathematische Paraboloidfläche es verlangt.

Dazu gibt es Änderungen der Temperatur durch Konvektion und Strahlungwärme, und eine thermische Eigenbewegung. Ein perfekter Spiegel müsste also zusätzlich von allen Strahlungsquellen ferngehalten werden. Nur kann er dann nix mehr abbilden[;)].

Allerdings macht das in der Praxis nicht viel aus, weil schon die immer vorhandene Luftunruhe dafür sorgt, dass ein irdisches Teleskop niemals eine perfekte Abbildung leistet.

Statt den Strehl von 0,9 auf 1,0 steigern zu wollen, ist es zudem viel billiger, das Teleskop einfach etwas größer zu bauen. Das hat auf die Abbildung (Auflösung und Kontrast bei gegebener Objektstruktur) denselben Effekt.
Mit anderen Worten: Strehl 0,99 braucht kein Mensch.

Dazu kommt, dass Strehlmessungen immer ungenau sind. Ich behaupte jetzt mal einfach, dass uns Amateuren kein Optiklabor zur Verfügung steht, das einen Amateurspiegel gesichert auf Strehl besser als 0,99 bewerten kann.
Für derartig genaue Messungen würde ich mich vorzugsweise an die Zeiss-Abteilung für Litographie-Optiken in Oberkochen oder an die PTB wenden. Es sollte sich aber niemand wundern, falls solche Messungen dann satt 5-stellig kosten.

Gruß,
Martin

(==>) Haberdasher: Du hast das Bier vergessen!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: coltrane</i>
Das Beugungsscheibchen eines Sterns ist doch kein unendlich kleiner Punkt, sondern hat für jede Öffnung eine bestimmte Fläche. Somit muß es doch möglich sein alles Licht in diese Fläche hinein zu bekommen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Der Strehl-Wert gibt nicht an wieviel Licht innerhalb des Beugungsscheibchens ankommt, sondern er vergleicht die Intensität an einem Punkt (nämlich in der Mitte des Beugungsscheibchens) mit dem theoretisch möglichen Maximalwert.

Gruß
Michael

Hallo Martin,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich behaupte jetzt mal einfach, dass uns Amateuren kein Optiklabor zur Verfügung steht, das einen Amateurspiegel gesichert auf Strehl besser als 0,99 bewerten kann.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Damit die Chips und das Bier nicht umsonst gekauft wurden, behaupte ich jetzt einfach mal das Gegenteil[:)]

Das geht bei kleinen (12"), langsamen Optiken sogar ziemlich gut!
Bei großen Spiegeln ist das leider nicht so einfach möglich.
Das einzige was noch aussteht, ist eine fundierte Toleranzanalyse die den wichtigsten Fehlerquellen Rechnung trägt. Aber da bin ich sicher, dass dieses Problem in nächster Zeit gelöst wird.

Jeder kann sich selbst davon überzeugen: Wenn man synthetisch generierte Igramme aus Openfringe zum Wiederkäuen verfüttert, kommt bis zu einem gewissen Grad dasselbe Ergebnis heraus.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...vorzugsweise an die Zeiss-Abteilung für Litographie-Optiken...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Die Genauigkeit ensteht durch einen stabilisierten Laser, genaue Referenzflächen und Geduld.
Das erste kann man als Amateur kaufen, das zweite selbst herstellen und das letztere hat auch Zeiss nur im begrenzten Umfang vorrätig.
Man darf sich nicht vom Klebeband-Anteil in einem Versuchsaufbau abschrecken lassen. Kurt immer wieder gezeigt, dass es auf das (nachvollziehbare!) Konzept ankommt.

ps.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Strehl 0,99 braucht kein Mensch<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Da bin ich mit Dir absolut einer Meinung

Viele Grüße
Kai

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: coltrane</i>
Mir geht es einzig und allein um das Verständnis auf welche Fläche sich der Strehlwert bezieht?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Auf gar keine Fläche, sondern auf einen Punkt.

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Auf gar keine Fläche, sondern auf einen Punkt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
So ist es.
Es geht um die <i>Höhe</i> der PSF in derem Mittelpunkt.
Der Strehl ist das Verhältnis der realen <i>Höhe</i> zur Höhe der idealen PSF.
Weiterhin kann man den Strehl als einen bestimmmten Flächenanteil unter der MTF interpretieren. Das ist der eigentliche Bezug zur Kontrastübertragung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich überlege und überlege, komme aber nicht weiter.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Mit überlegen kommst Du nicht weiter, Du musst Dich schon mal in das Thema einlesen.
http://www.telescope-optics.net/Strehl.htm

cs Kai

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bringt dieser all sein Licht ins Beugungsscheibchen, oder nur 80% und 20% gehen daneben? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Es gibt das Beugungsscheibchen und die Beugungsringe.
Selbst eine perfekte Optik bringt nicht 100% ins Beugungsscheibchen!

Deine ersten Aufgaben:
Wieviel % bringt eine perfekte Optik ins Beugungsscheibchen?
Wieviel in die Ringe?
Wie groß ist Beugungsscheibchen bei 100mm Öffnung? (in Bogensekunden bitte)

cs Kai

Kann man so sehen.
Du wolltest aber wissen, wieviel die 0,80 strehlige Optik ins Beugungsscheibchen bringt. Das spielt dann genauso wenig eine Rolle.

Aber zum eigenen Verständnis könntest Du meine Fragen schon mal recherchieren. [;)]

cs Kai

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: coltrane</i>
Nehmen wir einen Spiegel mit 0,8 Strehl. Bringt dieser all sein Licht ins Beugungsscheibchen, oder nur 80% und 20% gehen daneben?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Es ist unmöglich das gesamte Licht ins Beugungsscheibchen zu lenken. Es geht immer auch Licht in die Beugungsringe.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: coltrane</i>
Beugungsbegrenzt heißt doch der Logik nach, dass der Spiegel all sein Licht bündeln kann auf eine Fläche von der Größe des Beugungsscheibchens.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nein. Der Begriff "beugungsbegrenzt" beschreibt eine willkürlich festgelegte Grenze, bei der soviel Licht im Beugungsscheibchen landet dass kein großer Unterschied mehr zu einem perfekten Spiegel erkennbar ist. Insofern ist der Begriff nicht besonders glücklich gewählt, denn es gibt da keine Grenze an der sich schlagartig irgendwas ändert.

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: coltrane</i>
Meine Frage wieviel Licht letzten Endes bei einem gegebenen Strehl ins Beugungsscheibchen gelangt ist nach wie vor ungeklärt.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Zunächst einmal müsstest du genauer beschreiben was mit "wieviel Licht" genau gemeint ist, und wie das "Beugungsscheibchen" definiert wird. Denn bei Strehl != 1 muss das Scheibchen ja nicht unbedingt die Form einer runden Scheibe haben.
Die exakte Berechnung stelle ich mir ziemlich schwierig vor, möglicherweise sogar unmöglich weil es vielleicht mehrere Lösungen geben könnte.

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Meine Frage wieviel Licht letzten Endes bei einem gegebenen Strehl ins Beugungsscheibchen gelangt ist nach wie vor ungeklärt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das kann man selbstverständlich ausrechnen, wenn man die genaue Oberfläche des Spiegels kennt.
(Der Strehl allein reicht nicht, das sehe ich wie Michael)

Aber das macht nicht viel Sinn, weil für die Kontrastübertragung immer die ganze PSF betrachtet werden muss.
Spiel doch mal etwas mit dem "Aberrator" herum, der hat die MTF und auch ein Energie-Chart)

cs Kai

Hallo Coltrane,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Meine Frage wieviel Licht letzten Endes bei einem gegebenen Strehl ins Beugungsscheibchen gelangt ist nach wie vor ungeklärt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Für mich wird das ganz klar aus dem von Kai zitierten Link ersichtlich. Schau dir dort mal den Abschnitt an:

<b>Strehl and encircled/ensquared energy</b>

Ähnliches kann man auch mit "Aberrator" bei Annahme verschieden ausgeprägter Fehler und Obstruktion darstellen. Aber machen solltet du das der Übung wegen schon alleine. [:D]

Gruß Kurt

Nimmt man die Besselfunktion zur Berechnung der idealen Beugungsfigur so wird innerhalb des ersten Minimums (somit dem Airy-Scheibchen) 83,8% und inkl. des ersten Beugungsrings 91,0% der Energie 'eingesammelt'.

Siehe auch
http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk#Mathematical_details

Hallo allerseits,

Für die mitlesenden "Nicht-Experten" sollten wir vielleicht noch erwähnen, dass der Strehlwert keinen Vergleich zwischen Optiken verschiedener Ausführung zulässt.

Ein Refraktor mit Strehl 0,9 hat nicht notwendigerweise die gleiche optische Leistung wie ein Newton-Reflektor mit Strehl 0,9 und gleicher Öffnung. Je nach Einsatzzweck könnte der eine oder der andere besser sein.
Der Strehlwert gibt nur an, welcher Anteil des maximal möglichen Lichts ins Beugungsscheibchen fällt, und zwar nur erst mal für eine einzige Wellenlänge genau auf der optischen Achse gemessen bei einem ganz bestimmten gegebenen Teleskoptyp. Wo der Rest des Lichts landet, der nicht ins Beugungsscheibchen gelangt, das ist zwar auch mit entscheidend für die Abbildungsleistung, darüber sagt der Strehlwert aber exakt gar nichts.

Zumindest folgende Zusatzdaten braucht man für einen vernünftigen Vergleich zwischen verschiedenen Optiken:

* Genauer Typ der Optik
* Bei welchen Wellenlängen wurde der Strehlwert ermittelt?
* Welche Abbildungsqualität außerhalb der optischen Achse ist gegeben/gefordert?

Eine halbwegs vernünftige Spezifikation für eine Optik erhält man erst mittels MTF-Kurven bei verschiedenen Bildradien, jeweils separat angegeben für tangentiale und sagittale Auflösung, und mindestens je 3 Wellenlängen für eine Optik mit lichtbrechenden Komponenten.
Das ist dann eine Menge Information, und ein simpler besser/schlechter Vergleich ist damit nicht mehr möglich.

Merke: Ein Strehlwert allein kann <b>niemals</b> die gesamte Leistung eines optischen Instruments hinreichend beschreiben! Eine umfangreiche Angabe über die optische Leistung eines Instruments braucht wiederum eine gewissenhafte Interpretation und erlaubt oft keine simplen Aussagen mehr, welche Optik die bessere ist.

Lediglich für eine grobe Aussage zum Vergleich zweier Optiken gleicher Bauart, Größe und Brennweite mag der Strehlwert eine gewisse Berechtigung haben.

Gruß,
Martin