Variable Brennweite eines Maksutov Cassegrain

  • Hallo zusammen,


    seit ziemlich genau 3 Jahren besitze ich jetzt mein Skywatcher 127/1500 Maksutov Cassegrain und damals, als ich mich gedanklich mit der Anschaffung beschäftigte "entdeckte" ich beim Informieren über diesen Teleskoptyp, dass dieser im Gegensatz zu einem Newton oder einem Refraktor keine fixe Brennweite besitzt, sondern diese davon abhängt, wie der Primärspiegel zum Sekundärspiegel eingestellt ist. Sprich je nach verwendetem Zubehör und dessen Fokus variiert die Brennweite dieses Teleskops.


    Leider habe ich damals nichts genaues über diese Besonderheit gefunden, die auch auf Schmidt-Cassegrains zutrifft und ich habe es damals auch einfach nur als gegeben hingenommen. Durch einen anderen Thread hier im Forum kam ich wieder darauf, da es hier darum ging, dass die Beobachtung mit Binoansatz eine "scheinbar" höhere Vergrösserung bringt. Um dem mal etwas auf den Grund zu gehen, habe ich heute Nachmittag mal einen Versuch gemacht, über dessen Ergebnis ich euch hier berichten möchte.


    Beschreibung des Versuchs: Unter Zuhilfenahme meiner ZWO ASI 120MC Astrokamera wollte ich mir anschauen, wie sich der Bildausschnitt verändert, wenn ich verschiedenes Zubehör in den optischen Weg zwischen der Optik des kleinen Mak und der Kamera einbaue. Beobachtungsobjekt dafür war die (laut Google Earth) 2.993 Meter von meinem Balkon entfernte Kirchturmspitze der Nikolaikirche im Nachbarort Korbach.



    (EOS750D 300mm)


    Und etwas näher ...

    (EOS750D 127/1500 Maksutov)


    Der Versuchsaufbau sah dann wie folgt aus:


    1. Maksutov 127/1500 + ASI 120MC
    dann
    2. Maksutov 127/1500 + 2" Zenitspiegel + ASI 120MC
    und abschließend noch
    3. Maksutov 127/1500 + 2" Zenitspiegel + Baader Maxbright Binoansatz + ASI 120MC



    Ich nahm jeweils mit FireCapture eine SER-Datei mit 1.000 Einzelbildern auf, stackte im Anschluss mit AutoStakkert jeweils 250 der gewonnenen Einzelbilder zu einem Summenbild und schärfte diese dann leicht mit Giotto. In Gimp habe ich dann die drei Einzelbilder zu nachfolgender Animation zusammengebastelt, in der sehr deutlich zu sehen ist, wie sich die Veränderung der Fokuslage auf den Bildausschnitt und damit auf die Systembrennweite auswirkt.



    (verkleinert und Farbe entfernt)


    In den geschärften Einzelaufnahmen habe ich dann jeweils die Kirchturmspitze in Höhe und Breite vermessen, wobei folgende Vergrösserungsfaktoren herauskamen:


    Zwischen den Kombinationen <i>Maksutov+ASI</i> und <i>Maksutov+Zenitspiegel+ASI</i> ergab sich der Faktor 1,23.


    Viel interessanter für den visuellen Beobachter aber ist der Vergleich zwischen den Kombinationen <i>Maksutov+Zenitspiegel+ASI</i> und <i>Maksutov+Zenitspiegel+Binoansatz+ASI</i>. Hierbei kam der ebenfalls auf die zweite Stelle gerundete Faktor 1,20 heraus.


    Hiermit ist dann auch bestätigt, dass die "scheinbar höhere Vergrösserung" beim binokular Beobachten an einem Maksutov Cassegrain systembedingt nicht nur scheinbar sondern real ist, nämlich um den Faktor 1,2-fach höher. Klingt vielleicht erstmal nicht sooo immens, schaut man sich das aber mal in Zahlen an, dann bedeutet das, dass aus z.B. 200-facher Vergösserung monokular am Mak 127/1500 plötzlich 240-fach werden, wenn man die gleichen Okulare nun am Maxbright Binoansatz verwendet. Schuld daran ist einzig und allein der Glasweg des Binoansatzes, der den Fokus viel weiter vom Sekundärspiegel des Maksutovs nach außen fordert, wodurch sich die Systembrennweite eben um diesen Faktor erhöht.


    Gruß und klaren Himmel
    Heiko

  • Hallo Heiko,


    vielen Dank für Deine Mühe.


    Da hast Du schön gezeigt, dass Theorie und Praxis manchmal doch nicht soooo weit auseinander liegen[8D]


    Gruß & CS Franjo


    P.S. Falls sich die Herstellerangabe "F=1500mm" auf den Backfokus mit ASI bezieht, landet man mit 2"-Prisma + Bino sogar bei 1,23 X 1,2 = 1,48 --&gt; F = &gt;2200mm.

  • Abend Heiko,


    wieder gesund und direkt Zeit für Experimente :)


    Interessanter Beitrag. Ich meine zu wissen, dass bei Schmidt Cassegrain Optiken, die mit zusätzlichem Okularauszug ausgestattet sind, gleichfalls eine Brennweitenverlängerung stattfindet. Oder irre ich mich da? Das wäre ja dann eine Okularauszug-Barlow-Kombi


    [;)]


    Beste Grüße,
    Sven

  • Hallo Franjo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrG</i>
    <br />P.S. Falls sich die Herstellerangabe "F=1500mm" auf den Backfokus mit ASI bezieht, landet man mit 2"-Prisma + Bino sogar bei 1,23 X 1,2 = 1,48 --&gt; F = &gt;2200mm.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das wäre dann noch zu klären. Dazu müsste man wohl die Stern-Durchlaufmethode anwenden ... Mir ging es aber hier nur darum (mir) mal aufzuzeigen, wie sich die Brennweite verändert, wenn man den Hauptspiegel bewegt. Das es eine Veränderung gibt war mir bekannt, wie groß die aber tatsächlich ist nicht ... [:I]



    Hi Sven,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: pescadorTT</i>
    <br />wieder gesund und direkt Zeit für Experimente :)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Jep. [;)]


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: pescadorTT</i>
    <br />Interessanter Beitrag. Ich meine zu wissen, dass bei Schmidt Cassegrain Optiken, die mit zusätzlichem Okularauszug ausgestattet sind, gleichfalls eine Brennweitenverlängerung stattfindet. Oder irre ich mich da? Das wäre ja dann eine Okularauszug-Barlow-Kombi[;)]<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Mal angenommen, Du würdest den Hauptspiegel nicht verstellen müssen, um zwischen monokularer und binokularer Beobachtung zu wechseln, dann würde sich die Brennweite nicht verändern. Da ein Binoansatz aber einen ziemlich langen Glasweg hat (beim Baader Maxbright = 11cm) heißt das, dass der Okularauszug beim Wechsel von mon- auf binokular 11cm weiter reingefahren werden müsste. Schafft das Dein OAZ? Wohl kaum ... oder? [;)] D.h. auch mit Okularauszug müsstest Du den Hauptspiegel verstellen ... womit sich dann auch die Brennweite verändert.


    Gruß
    Heiko

  • Hallo Heiko,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> ....D.h. auch mit Okularauszug müsstest Du den Hauptspiegel verstellen ... womit sich dann auch die Brennweite verändert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    So siehts aus [:)]


    Besten,
    Sven

  • Hallo Heiko,


    schön das mal so im Detail dokumentiert zu sehen. Interessant wäre jetzt natürlich noch, in welcher der Konfigurationen man absolut gesehen am nächsten an der nominellen Brennweite des Mak von 1500 mm dran ist. Die Bino+Zenitspiegelvariante wird es denke ich eher nicht sein, aber viele Maks werden ja direkt mit Zenitprisma oder -spiegel verkauft, und auch da macht es auch nochmal einen Unterschied, ob 1 1/4" oder 2". Über die Pixelskala läßt sich das zum Beispiel anhand von Mondaufnahmen leicht ausrechnen, da mußt du nicht noch umständlich mit der Durchlaufmethode rummachen.


    Viele Grüße
    Caro

  • Hallo,


    ich habe einmal die Brennweite mit variierender Hauptspiegelstellung bei einem C11 gemessen. Bei einem Maksutov dürfte das in ähnlicher Weise ausgeprägt sein. Beim C11 (Nominalwert f=2800mm) ergibt sich eine Spanne von 2500mm bis 3300mm:


    http://forum.astronomie.de/php…Brennweite_SCT#Post801816


    Übrigens ist im Nachbar-thread "Brennpunktlage C11" ein damit eng zusammenhängendes Thema adressiert, die Variation der Fokuslage.


    Viele Grüße,
    Andreas

  • Super Beitrag Heiko, merci. Den Faktor 1.2 habe ich jetzt auch schon öfter gelesen bzgl visuelle "Empfindung", jetzt auch praktisch "bewiesen". Aber selbiges kann ich natürlich auch bestätigen von der Beobachtung mit meinem 127mm Mak von Celestron. Ich meine die Geräte sind soweit baugleich.


    <font color="orange"><b>bzgl. optische Wege:</b></font id="orange">


    für den 1.25" Zenitspiegel wird gerne etwa 85mm optischer Weg angegeben +-
    für das Maxbright Bino 110mm +-


    Ich weiß nicht ob ich mir das zu simpel vorstelle aber, wenn ich das auf die 1500+- draufrechne, dann komme ich auch auf eine Abweichung von Faktor 1.13 - 1.20 etwa mit Toleranz. Die alte Aussage bei mir dazu war, wenn ich mit höheren Brennweiten bei den Okularen arbeite 20-25mm, dann ergeben sich natürlich geringere Abweichungen bei der Vergrößerung (logisch). Vllt teilt hier mal jmd noch seinen Gedankengang.


    <font color="orange"><b>Ich habe wie angekündigt am Mond neulich versucht die AP zu bestimmen (natürlich ist ein genaues Messen sehr schwierig mit Lineal und 140% Seeleistung "freischwebend"...). Ich bin mit dem Maksutov mit Zenitspiegel und Maxbright Binoansatz bei etwa 2mm AP gelandet, mit 2fach Barlow bei 1mm AP. Ich würde behaupten die Genauigkeit variert dabei etwa zwischen 0.1 - 0.3mm. Das Ganze stimmt wieder mit den rechnerischen Werten gut überein und dem visuellen Eindruck.</b></font id="orange">


    Ich rechne mit der Kombination aus 127Mak mit 1.25" Zenitspiegel und Maxbright mit etwa 1695mm Brennweite +- (mit 2" Zenit natürlich mehr!). Zusammen mit dem 25mm Plössl Okularen waren beim Mond etwa oben und unten noch 1cm Luft zum Rand "gefühlt". Folgendes Bild beschreibt das Ganze ganz gut mit dem Okularrechner der Sternfreunde Münster:


    https://www.dropbox.com/s/tvu5…_20170204_180558.png?dl=0


    Beim C11 käme das mit den 1.20 Faktor auch wieder ganz gut hin (wenn das mit den 3300mm stimmt). Irgendwas wird schon dran sein!


    LG Andi

  • Hallo Heiko,


    das mit der Brennweitenänderung hast du schön ermittelt.


    Aber ich denke mal, die sich tatsächlich ergebenden Werte kannst du wohl nur durch Ausmessen in Form Zählen der Pixel eines Objekts ermitteln. Hast du ja so gemacht, die Kirchturmspitze vermessen.


    Mit der Stern-Durchlaufmethode oder wie Andy über die AP messen dürfte zu keinem korrekten Ergebnis führen. Das weiter nach außen legen des Fokus führt ja nicht nur zu einer Änderung der Brennweite, das Blendrohr bescheidet dabei ja auch die Öffnung. Aus einem 127/1500 wird dann z.B. ein 120/1800 (Zahlenwerte mal rein angenommen). Damit ändert sich der Bildausschnitt und auch die AP nicht nur wegen der Brennweitenerhöhung, sondern auch wegen der Verkleinerung der Öffnung.



    Hi Andy,


    mit Lineal die Größe der AP bestimmen ist deutlich zu ungenau. Eine Abweichung von nur +/- 0,1mm entspricht bereits einer Brennweitenabweichung von ca. 1450mm zu 1700mm.


    Gruß
    Stefan

  • Hallo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> ... die sich tatsächlich ergebenden Werte kannst du wohl nur durch Ausmessen in Form Zählen der Pixel eines Objekts ermitteln.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Dazu muss dann aber die Entfernung und die wahre Größe des Objektes bekannt sein. Ansonsten kann man nur relative Brennweitenänderungen bestimmen, wie es es Heiko auch gemacht hat. Im Prinzip benötigt man die Winkelausdehnung des Objekts. Der Mond wäre ideal dazu.


    Die Stern-Durchlaufmethode ist recht genau, wenn man es sorgfältig macht. Für eine bessere Statistik und zur Überprüfung der Messgenauigkeit mehrfach messen.


    Viele Grüße,
    Andreas

  • Hi Andy,


    stimmt, die Stern-Durchlaufmethode ist recht genau. Aber dann muss der Stern auch wirklich exakt durch die Bildmitte laufen und damit den breitesten Bereich des Feldes durchlaufen. Und natürlich muss die Brennweite des Okulars und dessen Eigengesichtsfeld auch exakt den Angaben entsprechen, sonst kommst du auf ein falsches Ergebnis.


    Das dies nicht immer zutrifft zeigt ja das 9mm Morpheus. Da wurde mit fast 82° ein größeres eGF bestimmt, ich bin dann über die Größe der AP im direkten Vergleich zum 9mm Nagler gestolpert. Da passt offensichtlich die angegebene Brennweite des Morpheus nicht.


    Bezüglich Abweichung durch die beschnittene Öffnung hatte ich falsch gedacht, die geht auf das sichtbare Feld ja nicht ein, lediglich auf die AP. Der Satz in Zitat ist so nicht ganz korrekt. <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Damit ändert sich der Bildausschnitt und auch die AP nicht nur wegen der Brennweitenerhöhung, sondern auch wegen der Verkleinerung der Öffnung.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Besser wäre: damit ändert sich der Bildausschnitt durch die Brennweitenänderung und die AP ändert sich wegen der Brennweitenerhöhung und der Beschneidung der Öffnung.


    Gruß
    Stefan

  • Hallo Stefan,


    dass die Methode über die AP sehr ungenau ist, stimme ich dir vollkommen zu.


    Bei der Stern-Durchlaufmethode nimmt man am besten ein einfaches Okular wie Kellner, Ortho oder Plössl. Entscheidend ist, dass man den Durchmesser der Feldblende kennt, oder besser, mit der Schieblehre messen kann. Die Brennweite des Okulars benötigt man dann nicht. Den Durchmesser der Feldblende über Brennweite und scheinbares Gesichtsfeld zu bestimmen ist wirklich ungenau.


    Bezüglich der Bildmitte treffen muss das gar nicht so exakt sein, wie man zuerst vermutet. Die Sehnenlänge im Kreis berechnet sich nach D*sin(alpha/2). D ist der Durchmesser, also maximale Sehnenlänge, alpha ist der Azimutwinkel zwischen Ein- und Austritt des Sterns. Selbst wenn der Azimutwinkel nur 160° statt idealerweise 180° beträgt, ist der Fehler nur 1.5%. In diesem Fall sieht man schon deutlich, dass der Stern nicht mehr durch die Bildmitte läuft.


    Ich war selbst erstaunt, wie reproduzierbar ich die Durchlaufzeiten bestimmen konnte. Deshalb vertraue ich meiner oben verlinken Messung auch. Eine Fehlerabschätzung kann man auch gut machen.


    Viele Grüße,
    Andreas

  • Hallo Beisammen,


    Die Änderung HS-FS Abstand bringt das System auch aus der idalen Design-Position. Bei SCTs und RCs mit 'Spiegelfokussierung' genauso. (Wobei bei SCT der Effekt nicht so stark zu sein scheint, weil dort nur schwach korrigierte HS verbaut sind) Bei meinem 10" F7 RC, den ich mal gebaut habe, ergab 2mm Abstandsänderung ca 1/4L Fehler.


    Clear Skies,
    Gert

  • Hallo Andreas,


    Interessant. Da ist die Toleranzgrenze beim SCT etwa 3x groesser als z.B. beim RC. Die CCD Experten beim RC bauen sich ja ihre 'Imaging trains' bis auf den mm genau, um die genaue Backfocus Position zu treffen. Die wird ja auch vom Hersteller so angegeben. Komisch, dass die SCT / MAK Hersteller da nie so gute Angaben machen. Auch wenn die Toleranz 3x besser ist, waere eine Angabe des "Design' Backfocus eine hilfreiche Sache.


    Clear Skies,
    Gert

  • Hallo Gert, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Komisch, dass die SCT / MAK Hersteller da nie so gute Angaben machen. Auch wenn die Toleranz 3x besser ist, waere eine Angabe des "Design' Backfocus eine hilfreiche Sache.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wieso? Die Angaben finden sich doch, jedenfalls von Celestron-


    http://www.celestron.com/suppo…tances-for-celestron-scts


    Die Werte dürften seit dem schon lang zurückliegenden Fertigungsbeginn der SCs relativ gleich geblieben sein. Und damals waren diese Optiken wohl für die visuelle Nutzung gedacht und nicht für fotografischen Einsatz.


    Bleibt man bei der so angedachten Nutzung hängt also max. ein ZS direkt am SC-Gewinde dran und damit dürfte man sich im halbwegs optimalen Bereich der Fokuslage befinden.


    Gruß
    Stefan

Participate now!

Don’t have an account yet? Register yourself now and be a part of our community!