Hallo Freunde,
hab mal ein bisserl rumgerechnet was so die Abschattungen durch den Fangspiegel betrifft. Dazu habe ich mal eine kleine Tabelle gemacht, falls es jemanden interessiert.
Die letzten beiden Spalten in gelb stellen dar wie ich mir einen solchen Newton evtl. zusammenstellen möchte.
Wenn ich Fehler gemacht haben sollte, bitte ich darum mich zu korrigieren. Alles natürlich ohne Gewähr, wie bei den Lottozahlen. 
Gruß,
Armin
Hallo Armin,
aus Sicht eines Optikers ändert die Obstruktion nichts am Öffnungsverhältnis. Das ist nämlich nichts anderes als das Verhältnis von Eintrittspupillen-Durchmesser zu Brennweite. Oder alternativ der Winkel eines Pupillen-Randstrahls zur optischen Achse. Das wird dann mit der numerischen Apertur ausgedrückt. Alleine das ist ausschlaggebend, wenn es um das Design einer weiteren Optik wie Korrektor oder Okular geht. Anders ausgedrückt: Durch Erhöhen der Obstruktion wird die Optik nicht unkritischer bezüglich der Okularwahl.
Viele Grüße
Andreas
Hallo,
Das sehe ich nicht so.
Ein Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 200mm und einer Brennweite von 800mm wird auch nach einem derartigen Abzug des Fangspiegels immer ein f4 Teleskop bleiben.
Der Fangspiegel schattet den inneren Teil vom Spiegel ab, macht aber keine Ringförmige Abschattung damit ein Spiegel im Durchmesser "kleiner" würde. Für mich ist dieser Rechenweg falsch.
Das einzige das du berechnen kannst ist die tatsächliche Fläche vom Spiegel die Licht sammelt, nach Abzug der Fläche vom Fangspiegel. Der Durchmesser, die Parabel die die Brennweite ergibt und damit auch das Öffnungsverhältnis ergibt bleibt gleich und ändert sich nicht.
Viele Grüße
Gerd
Das Oeffnungsverhaeltnis ist in der Tat abschattungsunabhaengig. Aber ich weiss, worauf Du hinauswillst. Ich nenne das "effektive Oeffnung", und es ist der Vergleich eines abgeschatteten Systems zu einem aequivalenten nicht abgeschatteten System. So entspricht aufgrund der etwas kleineren effektiven Oeffnung ein f/5-System beispielsweise einem obstruktionsfreien f/5.4-System, was die Lichtstaerke angeht. Geometrisch bleibt es natuerlich f/5.
Man kann die Berechnung noch weiter treiben, und manchmal mache ich das, um die Effizienz optischer Systeme zu vergleichen. Hierzu kann ich auch die Reflexionsverluste an Glasluftflaechen oder die Effizienzen von Spiegelschichten einbringen, um Systeme mit einem Idealsystem (unobstruiert, Effizienz 100%) zu vergleichen.
Hallo Armin,
wenn ich doch den Spiegel zum Teil abblende, was ja der Fangspiegel macht, nimmt doch die Menge des Lichtes, welches der Spiegel reflektiert, ab. Richtig?
Folglich habe ich weniger Lichtmenge die den Fangspiegel trifft als wie z. Bspl. bei einem Schiefspiegler. Hier bleibt ja die volle Fläche des HS erhalten.
Das wiederum hat doch Einfluss auf das, was man eine Blendenöffnung bei einem normalen Objektiv nennt.
Denke ich falsch?
Nein, deine Überlegungen sind schon richtig. Du siehst es aus Sicht eines Fotografen. Nur solltest du nicht von Öffnungsverhältnis sprechen, sondern von Lichtsammelvermögen. In der Fotografie gerne auch Lichtstärke genannt und mit der Blendenzahl angegeben. In gewissem Sinne schließt sich da wieder der Kreis zum Öffnungsverhältnis. Es ist besser, dann von effektiver Öffnung zu sprechen.
Beispiel: Ein f/4 Foto-Newton mit 50% Obstruktion.
Es fehlen dann natürlich 25% (0.5*0.5) Licht im Vergleich zu einem unobstruierten System. Effektiv sammelt der Newton Licht, wie ein Refraktor mit 87% (sqrt 0.75) der Öffnung des Newtons.
Optisch bleibt der Newton aber ein f/4, mit allen Eigenschaften was die Justage betrifft, die Okularwahl, oder die Berechnung der AP.
Viele Grüße
Andreas
Hi Armin,
das Öffnungsverhältnis legt doch auch die Austrittspupille fest, die du mit einer bestimmten Okularbrennweite erreichst. Wäre deine Überlegung richtig, müsste sich die AP ändern.
aus Sicht eines Optikers ändert die Obstruktion nichts am Öffnungsverhältnis. Das ist nämlich nichts anderes als das Verhältnis von Eintrittspupillen-Durchmesser zu Brennweite.
Den Grund dafür hat Andreas ja schon genannt, nur etwas anders beschrieben. Und egal, ob die Obstruktion nun 20% oder 40% beträgt, es ändert sich nichts an der AP- da eben..- siehe Zitat.
Was sich ändert, ist entsprechend der Abschattung auftretende Lichtverlust. Bei fotografischer Nutzung wird eine größere Obstruktion daher ein klein wenig mehr Belichtungszeit erfordern, visuell wirst du (außer der schlechteren Kontrastübertragung bei großer Obstruktion) nichts bemerken
Gruß
Stefan
Hallo Arminius,
danke für die interessante Tabelle, die sicher viel Arbeit gemacht hat.
Die Diskussion zusammenfassend drückt das Öffnungsverhältnis in Approximation zwei Eigenschaften aus:
1. Das Auflösungsvermögen
2. Das Lichtsammelvermögen
Das Auflösungsvermögen (1) hängt nicht von der Obstruktion an, da dies von der Interferenz herrührt, d.h. das Licht im äussersten Ring bestimmt das Beugungsscheibchen, die Obstruktion spielt hier keine Rolle.
Das Lichtsammelvermögen ist proportional zur dem Licht ausgesetzten Fläche, d.h. pi*(R^2 - r^2) mit R dem Hauptspiegel- und r dem Fangspiegeldurchmesser. Ist es korrekt das ÖV auch zur Beschreibung des Lichtsammelvermögens zu verwenden? Der Effekt der Obstruktion auf das Lichtsammelvermögen ist, wie man der Tabelle entnehmen kann, nicht allzu dramatisch, daher ist das näherungsweise korrekt.
Ich finde es sehr gut, dass Arminius einmal den Einfluss auf das Lichtsammelvermögen verschiedener Instrumente untersucht hat.
Was kann man daraus lernen?
- Ein reines Sonnen- oder Mondteleskop könnte man vorteilhaft als dünnen ringförmigen riesigen Spiegel bauen. Man hat ja zu viel Licht, will aber ein hohes Auflösungsvermögen. In diesem Sinne könnte man einen überdimensionierten Fangspiegel wählen und näher am Hauptspiegel einsetzen. So könnte man Newton-Teleskope mit langer Brennweite und trotzdem kurzer Tubuslänge bauen. Der Fangspiegel könnte dann im Grenzfall auch ringförmig sein. Das Sonnenlicht auf der optischen Achse würde durch diese Ringe einfach durchfallen und das Instrument nicht erwärmen. Ein Vorteil wäre ein größeres Gesichtsfeld bei hoher Auflösung. Ich habe keinen Überblick über die Innovationen im Teleskopbau, falls das aber noch nicht existiert, müsste man das einmal durchrechnen. Vielleicht hat jemand dazu Zeit und Lust hier im Forum? Sicher ist die Herstellung eines solchen Systems sehr anspruchsvoll.
Viele Grüße, Claus Fütterer
Servus Claus,
Die Diskussion zusammenfassend drückt das Öffnungsverhältnis in Approximation zwei Eigenschaften aus:
1. Das Auflösungsvermögen
2. Das Lichtsammelvermögen
Nein, passt beides nicht wirklich. Das Auflösungsvermögen wird rein durch die Öffnung bestimmt, ein 100/1000 und ein 200/2000 haben beide jeweils ein Öffnungsverhältnis von f/10, aber die 200mm Optik hat das doppetel Auflösungsvermögen. Und trotz gleichem Öffnungsverhältnis hat die größere Optik auch das größere Lichtsammelvermögen.
Gruß Stefan
Stefan, danke für den Hinweis, Öffnung und nicht Öffnungsverhältnis muss hier stehen.
Hallo Armin,
in der letzten Spalte steht die „individuelle tatsächliche fotografische Blende“. Und der Wert ist interessant für Belichtungszeitüberlegungen und -planungen. Hatte ich bislang so nicht gesehen. Interessant, Danke.
Enthält die Spalte „FS kl. Achse“ wirklich nur die kleine Achse, oder den tatsächlichen Durchmesser der abschattenden Fassung? Die letzte Wert wäre für die Berechnung der fotografischen Blende verantwortlich. Denn oft haben Hersteller eine umlaufende Fassung, welche die Abschattung um durchaus mehrere Millimeter gegenüber dem Messwert der kleinen Achse vergrößert.
Viele Grüße, Reinhold
in der letzten Spalte steht die „individuelle tatsächliche fotografische Blende“. Und der Wert ist interessant für Belichtungszeitüberlegungen und -planungen.
Die bei Deepskyfotografie kaum von Interesse istm Man belichtet so lange wie möglich entsprechend dem Himmelshintergrund oder dem Erreichen der Sättigung bei besonders hellen Objekten.
Wie schon oben von JSchmoll erwähnt, spielen die Reflexionsverluste von Haupt- und Fangspiegel (die sich multiplizieren) eine sehr große Rolle!
Von 1000cm2 mit 100% Reflexivität bleiben bei einer 97% Verspiegelung noch 1000cm2 x0.97 x0.97 noch 941cm2 übrig, bei einer 90% Verspiegelung aber nur noch 1000m2 x0.90x0.90 also 810 cm2.
Ebenso der tatsächliche Durchmesser der Spiegel.
So wird aus einem Spiegel mit effektiven496mm Durchmesser schnell ein 20 Zöller, der aber 508mm aufweisen sollte und damit eigentlich nur ein 19,5 Zöller ist...
Gruß Horst
Hallo Reinhold,
ich habe natürlich nur die kleine Achse des Spiegels in der Tabelle verwendet da ich ja bei den unterschiedlichen Systemen nicht weiß,
welche Fassung (Halterung) für den FS eingesetzt ist. Meist sind die Spiegel ja größer. Hat der FS noch eine Phase, müsste man berücksichtigen
ob nur der Spiegeldurchmesser (kleine Achse) oder inkl. Phase angegeben ist. Jetzt wird es pathologisch.
Hallo Horst, das ist wohl wahr. Den Reflektionswert der Spiegel muss man natürlich auch berücksichtigen. Danke.
Da fehlt dann sogar noch der FS. Wenn Hauptspiegel nur 97% hat geht hier Licht verloren. Das trifft ebenso auf den FS zu.
Tolle Diskussion. Es kommt immer etwas dazu. 
Gruß,
Armin
Da fehlt dann sogar noch der FS. Wenn Hauptspiegel nur 97% hat geht hier Licht verloren. Das trifft ebenso auf den FS zu.
Hallo Armin,
Das habe ich oben in meinen kleinen Beispielrechnungen berücksichtigt...
Gruß Horst
Armin,
bei Fotonewtons geht unter Umständen mehr Licht durch die Verspiegelung von HS, FS verloren als durch die Obstruktion. Insofern halte ich die Tabelle für overkill. Zum Abschätzen viel zu umständlich, da täte mir +10 - 20% Newtonpauschale reichen, wenn's um die Belichtungszeitverlängerung wegen Obstruktion geht; mit weiteren +20% für die Spiegelbeschichtung und ihr Reflexionsvermögen.
PS: 97% reflektieren Spiegel nur im Labor unter Idealbedingungen und mit Idealbeschichtung.
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