Berechnung der Fangspiegelgröße

Hallo Roland,

da gibt es z. B. das schöne Programm 'myNewton' von Heiner Otterstedt.
Damit kann man schön sein Newton konfigurieren.
Das darf man sich kostenfrei herunter laden.

Viel Erfolg!

Gruß Hand-Jürgen

Hallo Roland,

ich hab neulich eine ähnliche Frage gestellt und sehr hilfreiche Antworten bekommen - schau mal hier, da müssten die wesentlichen Links drin sein.

Viele Grüße

Holger

Roland,
mal es Dir einfach auf. Vielleicht hilft diese alte Skizze, wie man das macht:

Grundlage ist ein Kegelstumpf. Die Grundseite entspricht dem Hauptspiegel, die Spitze des Kegelstumpf entspricht dem zu 100% ausgeleuchtetem Gesichtsfeld, die Höhe des Kegels ist gleich die Teleskopbrennweite. Wo man den Fangspiegel einzeichnet, rechnet man von der Spitze rückwärts, in dem man Bauhöhe des Auszugs, den Tubusradius und diverse Materialstärken und Reserven absteckt.

Mit etwas Grundlagen der geometrischen Optik (Mittelpunktstrahl und Randstrahl) kann man so auch gleich erkennen, wie der Winkel des Gesichtsfeldes sich in Millimeter des Durchmessers der Feldblende auswirkt. Der Feldblendendurchmesser ist aber nicht mit der Größe der 100%-Ausleuchtung zu verwechseln. (Die 100% beziehen sich auf die Nettolichtmenge (Hauptspiegelfläche abzgl. Fangspiegelfläche/Schatten ohne Beachtung von Verlusten durch die Verspiegelung). Zum Rand der Feldblende eines langbrennweitigen Übersichtsokular gehen davon visuell bis zu 40% dadurch verloren, weil der Fangspiegel bewusst klein gehalten wird. Andererseits erhöht ein kleiner Fangspiegel den Ausgangswert der 100%.

Programme wie MyNewton machen nichts anderes, wie das automatisiert zu berechnen. Verwirrend sind anfangs die verschiedenen Eingabewerte für den Abstand des Fangspiegels zur Bildebene (spitzes Ende des Kegelstumpfs), denn da werden Materialeigenschaften und Konstruktionsbesonderheiten abgefragt.

Ein Kochrezept zur Bestimmung der Fangspiegelgröße hatte ich vor Jahren hier verfasst:
http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=21776

Leicht abgewandelt nach neueren Erkenntnissen:

Für visuelle Nutzung den Fangspiegel so groß wählen, dass bei deiner Geometrie diese Beiden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden:
1. Das zu 100% ausgeleuchtete Bildfeld ca. 7-12 mm groß ist
2. Der Lichtverlust zum Rand vom Gesichtsfeld nicht mehr als 30% beträgt (bei dem Okular mit dem größten Geschichtsfeld, das du verwenden möchtest).

Die beiden Bedingungen kann man je nach Beobachtungsschwerpunkten etwas gegeneinander abwägen. Verwendest du z.B. das Übersichtsokular Okular nur zum Aufsuchen und bist ansonsten eher mit höheren Vergrößerungen unterwegs (Planeten), darf der Lichtabfall zum Rand auch 40% sein.

Je nach Geschmack, kann man zeichnen, selbst rechnen, oder fertige Programme nutzen:

Online Berechnung von Mel Bartels: http://www.bbastrodesigns.com/diagonal.htm

"Sec.exe" von Alan Adler: http://skyandtelescope.com/res…oftware/article_328_6.asp

Exceltabelle nach Andy:
http://www.stathis-firstlight.…d_baffle_calculations.xls

Zur Auslegung ist es nötig, den Tubusdurchmesser (bzw. Hutdurchmesser) und die Bauhöhe des Okularauszuges zu kennen, den daraus ergibt sich das wichtige Maß Abstand Fangspiegel zu Brennebene ("Secondary to Focal Plane Distance").

Bei deinem 6" f/8 sollte je nach Fokuslage (Höhe des Okualrauszuges) für visuelle Nutzung ein ca. 30-42 mm Fangspiegel passen. Sollte so was hier herauskommen...

...hast du dich klar verrechnet

Nikklo,
das maximale Gesichtsfeld (Winkel Alpha ist ja die Hälfte davon) ergibt sich über das gewünschte Übersichtsokular und dessen Eigenschaften.
8" f/6 ist gleichbedeutend mit 200mm/1200mm. Ein 30mm Übersichtsokular mit 80° scheinb. GF ergibt dann folgende Rechnung:
1200mm / 30mm = 40-fache Vergrößerung
80° sGF / 40x = 2° tatsächliches Gesichtsfeld. Das heißt, von der Bildmitte bis zum Bildrand im Okular werden 1° (die Hälfte) erreicht.
Die geometrische Feldblende für das 30mm Okular wäre 1200*2*pi * 2°/360° = ~40mm ( der 2°-Anteil am Umfang eines Kreises mit 1200mm Radius)

Wenn man davon 10mm im Zentrum voll ausleuchten will, wird klar, dass jeweils 15mm drum herum (40/2-10/2 = 15) nicht mehr voll ausgeleuchtet werden. Anders gesagt, ein Bildbereich von 0,5° am Himmel (2° hätten 40mm, das sind bei 10mm Feldblende dann 0,5°) wird vom Fangspiegel voll ausgeleuchtet.

Ohne Rechenprogramm ergibt sich die Fangspiegelgröße aus der Zeichnung, wenn man den Abstand zur Spitze kennt. Das ist ein linearer Zusammenhang. Das Verhältnis ergibt sich aus "Abstand zur Spitze" zur "HS-Brennweite". Das Verhältnis schwankt theoretisch zwischen 0 bis 1. Der kleinste FS hätte die Größe des 100%-Durchmesser, der theoretisch größte FS hätte HS-Ausmaße. Die Rechnung lautet: (HS-Durchmesser - 100%-Durchmesser)*Verhältnisfaktor + 100%-Durchmesser.

Bei 10mm für das 100%-Feld ergibt sich:
Verhältnis der Abstände 150/1200= 0,125
HS = 150mm -> (150-10)*0,125+10 = 27,5mm kleine Halbachse

Bei 16mm für das 100%-Feld ergibt sich dann 33mm für den Fangspiegel.

Da Fangspiegel eher in 1/4-Zollschritten oder 5mm-Schritten käuflich abgestuft zu kriegen sind, landest du bei 30mm bzw. 1,25" (31,75mm) oder bei 35 mm.

Gruß

PS
1 mag entspricht einem Faktor von 2,52 (ergibt sich aus der Definition scheinb. Helligkeiten). Scheinbare Helligkeiten sind logarithmisch. 0,5 mag einem Faktor von 1,58 (Wurzel aus 2,52), das sind 58% Veränderung. Hintergrund ist: Zweimal 0,5mag = 1 mag (und aus der Addition der Logarithmen ergibt sich eine Multiplikation der Faktoren 1,58^2 = 2,52)

Hallo Roland,

ich hab ja gelernt, dass man auch auf die Vignettierung durch Tubus und Okularauszugsrohr achten sollte [:)].

170 mm Tubusdurchmesser kommen mir bei 1200 mm Brennweite deutlich zu wenig vor - bei 2° Feld brauchst Du da mindestens (rund) 190 mm, damit das ganze Feld durch die vordere Tubusöffnung passt (ohne jegliche Reserven). Bin gespannt, was rauskommt, wenn Du das mal nachmisst. Hat Orion das so knapp ausgelegt?

(auch bei anderen Brennweiten kommt man auf diesen Tubusdurchmesser - das ist im wesentlichen die Summe aus Hauptspiegeldurchmesser und Feldblendengröße)

Viele Grüße

Holger

Hallo Roland,

die OrionUK-Tuben sind ja bekannt dafür sehr eng zu sein. Sollte der wirklich nur 170mm Durchmesser haben solltest du als aller erste Maßnahme zur Verbesserung einen größeren Tubus vorsehen. Unabhängig von der erwähnten möglichen Vignettierung, bei so einem beengten Tubus hast du katastrophales Tubusseeing. Die marginale Verbesserung die dir ein kleinerer FS und eine dünnere Spinne bringt würde dir bei diesem Tubusseeing kaum auffallen. Ein ordentlich dimensionierter und thermisch beherrschter Tubus würde jedoch deutlich sichtbare Verbesserungen der Abbildung am Planeten bringen.

Gruß, Gerry

Hallo Roland,

ich habe einmal ein paar Fangspiegel in meiner Excel-Tabelle eingetragen.

Hierbei sind bereits die sehr niedrigen Kineoptics-Okularauszüge und eine relativ geringe Fokusreserve von 20mm angenommen.

Danach kämen nach meiner Meinung für Nutzung mit 2" Okularen Fangspiegel ab 40mm in Betracht. Die Randausleuchtung fällt hier bei maximaler Feldblende bereits auf unter 50%. Es betrifft aber in erster Linie den äußeren Bildfeldrand.

In der Bildschirmkopie ist die Ausleuchtung der Konfigurationen durch Grauwerte dargestellt. Einmal linear und einmal (so weit mir möglich) dem subjektiven Empfinden angepasst:

Den Randabfall auf ca 60% bei meinem ersten Teleskop (TAL1) habe ich nie wirklich bemerkt. Daher würde ich den Lichtverlust am Rand nicht überbewerten.

Bei 1,25" reichen auch gut 30mm noch aus. Das maximal mögliche Feld ist auch mit 1,25" noch ca 1,3° und somit in einem Bereich den ein Standard 16er mit 2" besitzt. Unter diesem Aspekt würde ich persönlich bei einem Umbau bei 1,25" bleiben.

CS
Harold