Frage zur Größe und Wirkung der Obstruktion

    Hallo,

    Zitat von Instrumentarium

    Mir erklärt die Zeichnung von Kalle66 den Sachverhalt.


    Die Breite der beiden Strahlenbündel repräsentiert die Strahlungsintensität.


    Der Winkelabstand der beiden Strahlenbündel repräsentiert das Auflösungsvermögen.


    Nein:

    Die Breite der beiden Strahlenbündel repräsentieren sowohl Strahlungsintensität als auch Auflösungsvermögen (Stichwörter: Öffnung, EP, AP, F-Zahl).

    Der Winkelabstand der beiden Strahlenbündel zueinander repräsentiert die Bildfeldgröße (Stichwörter: wahres, scheinbares Gesichtsfeld).


    In Kalles Zeichnung den Lichtweg von links nach rechts folgend, kann die Lichtstärke und die Auflösung repräsentiert werden durch:


    1) Den Durchmesser des Bündels vor Eintritt ins Teleskop, also Teleskop-Öffnung oder EP. Soweit sicher akzeptiert.

    2) Den Winkel des Randstrahls hinter dem Objektiv bzw. vor dem Okular. In Fachkreisen numerische Apertur genannt.

    Im Falle des Teleskop-Objektivs als "Foto-Objektiv": Öffnungsverhältnis, F-Zahl, Blende. Auch einleuchtend.

    3) Den Durchmesser des Bündels nach dem Austritt aus dem Teleskop, also der AP. An diesem Punkt scheitert es gerade, das auch für die Auflösung zu akzeptieren.


    Zitat von Instrumentarium

    Eine Veränderung der Rechengröße ‘Austrittspupille’ durch Okularwechsel ändert daran nichts, weil das Auflösungsvermögen durch den Durchmesser der Eintrittspupille bestimmt wird.

    Das ist nicht nur eine Rechengröße. Die Pupillen sind elementar für die Betrachtung einer Optik. Letztlich kann man hier die Wellenfront messen, am selben Ort, für alle Bildfelder. Beschneidet man hier die Wellenfront durch irgendeine mechanische Blende (wie die Iris im Auge), ist nach passieren der Blende das Auslösungsvermögen und die Lichtstärke vermindert.


    Tatsächlich ändert ein Okularwechsel die Winkelauflösung hinter dem Okular. Dies geht einher mit der anderen Okularbrennweite, so dass die Auflösung am Himmel gleich bleibt. Beispiel: Halbe Okularbrennweite -> halbe AP -> halbe Auflösung (Winkelauflösung hinter dem Okular). Am Himmel bleibt es aber die gleiche Auflösung, da sich die Vergrößerung verdoppelt. Das ist der Grund, dass bei Verkleinern der AP das Auge in die Lage kommt, die vom Teleskop angebotene Auflösung auch zu sehen.

    Immer vorausgesetzt, die Iris beschneidet nicht das Strahlenbündel. Wenn jetzt eine zu kleine Iris den Strahl beschneidet, stimmt die Rechnung nicht mehr und die Auflösung in Richtung Himmel wird tatsächlich schlechter.


    Zitat von rainer-l

    Für den umgekehrten Weg gilt :

    Schneidet man die Randstrahlen der AP weg tritt das Licht weniger schräg aus dem Okular durch den Fokus und erreicht

    nicht mehr den Rand der Eintrittsöffnung .

    Richtig erkannt, das Prinzip der Strahlumkehr, das Teleskop einfach umgedreht. Die AP wird zur EP und andersrum.

    Praktisch macht das natürlich keinen Sinn. Rein optisch ist das aber völlig gleichwertig.


    Viele Grüße

    Andreas

    Hallo Reinhold


    Andreas hat die Frage schon perfekt beantwortet , weil Du mich direkt gefragt hast .


    Zitat von Instrumentarium

    … was ist deine Botschaft hinter der Umstellung der Formel? Welchen Gedanken möchtest du damit vertiefen? …

    Das es für die Auflösung nicht das gleiche ist ob man die AP durch eine höhere Vergrößerung verkleinert ,

    oder ob man einfach nur die AP beschneidet .


    Viele Grüße Rainer

    Hallo Andreas,


    Die vom Teleskop angebotene Fähigkeit aufzulösen, also etwa einen Doppelstern zu trennen, bleibt bis in die Fokalebene (des Okulares) erhalten. Das ist mein Kenntnisstand, zu dessen Änderung ich bislang keine überzeugenden Argumente lesen konnte.


    Wenn man den Winkel in Kalles Zeichnung gedanklich runterbricht auf Doppelsternwinkel, könnte die Sache klar werden. Da kann die Iris ziemlich weit zugehen, die beiden Bildpunkte kommen immer noch getrennt im Auge an. Wenn auch zunehmend dunkler.


    Physiologie und Anatomie des Auges entscheiden meines Erachtens darüber, was der auf der Netzhaut angebotenen Auflösung am Ende im Gehirn ankommt oder ankommen kann.


    Mathematisch kann man eine Formel nach deren Regeln umdrehen, keine Frage. Damit lässt sich nun nichts erklären. Das ist nur sprachlich logisch, aber nicht physikalisch-optisch.


    Wenn wir wir einfach nochmal den Strahlengang für einen Doppelstern bis zur Netzhaut gedanklich durchdringen? für ein obstruiertes Instrument? das war ja das auslösende Thema …


    Viele Grüße, Reinhold

    Zitat von Gerhard_S

    Beispiel:

    Ein Teleskop mit 10 Zoll, das viel Licht bei den Planeten liefert. Das Gerät hat 25% Obstruktion.

    Die eingesetzte Vergrößerung bringt eine AP von 4mm und damit eine Obstruktion von 1mm in der AP.

    Durch das viele Licht zieht sich die Augenpupille aber auf 3,0mm zusammen. Die "effektive" Obstruktion beträgt nun 33%.

    Stimmt das so?

    Meiner Meinung nach werden hier geometrische Optik und Wellenoptik vermischt, oder was auch immer?


    Im Fokalbild eines Teleskops ist nichts von einer Obstruktion zu sehen, weil sich die Obstruktion hier nur "wellenoptisch" in Form von mehr Beugung bemerkbar macht.


    Der Unterschied vom normalen Auge, zum Teleskopauge ist, das dass Teleskopauge immer ein Beugungsbild sieht.


    Zum Gedankenversuch von Gerhard:

    Egal wie also die AP durch das Okular ist, es kommt ein "Beugungsbild" in Unendlich hinten raus und darin ist dann halt eine Beugung der 25% Obstruktion darin enthalten.

    Diese vergrößert sich nicht und sie verkleinert sich auch nicht, weil anders gesagt, im Fokalbild bzw. Objektbild des Teleskops, quasi ein "Realbild" entsteht, welches sich an der Okularfeldblende befindet.

    Von der Obstruktion selber ist hier Garnichts zu sehen, nur ein Realbild mit der Unschärfe der CO durch die Beugung.

    Dieses Objektbild wird dann durch das Okular nur noch angepasst.


    CS

    Hallo QED,


    weil ich den Rechen- oder Messwert der Austrittspupille außer für den Okularkauf nicht brauchte, hat er mich nie weiter interessiert. Anlässlich dieses Themas hatte ich vorhin dann doch mal eine Mattscheibe an die Position der Austrittspupille einer Newton 150/750-40mm gehalten. Also an die Stelle wo der Rand der Eintrittspupille (Spiegel) scharf war. Das Ergebnis war ein rundes diffuses Hell des Himmels mit einer verwaschenen Verdunklung der Obstruktion in der Mitte.


    Bei kurzbrennweitigeren Okularen kommt die Austrittspupille in die Größenordnung der Eintrittspupille … und bei Tagbeobachtung oder am Mond kann schon der Fall eintreten, dass die Augenpupille deutlich kleiner als die Austrittspupille ist. Die Frage ist, was macht in dem Fall die Obstruktion mit mir, wie erklärt sich das am besten und mit welcher Kenngröße kommuniziere ich das am besten, zum Beispiel als „effektive“ Obstruktion?


    Kannst du aus der Sicht etwas beitragen?


    CS

    Sorry,

    ich blicke nicht mehr durch, was hier beschrieben werden soll.


    Bitte konkretisiert EP und nennt die EP des Objektivs einfach "Öffnung". Daneben gibt es noch die EP des Auges (Pupillenöffnung)



    Zu meiner Skizze:
    Jede Lichtquelle erreicht das Objektiv als Lichtbündel und tritt durch die gesamte Öffnung. Selbst eine Kerze strahlt in alle Richtungen (Kugeloberfläche als Ausbreitungsfront). Das Teleskop mit seiner Öffnung ist ein winziger Teil auf dieser Kugelfläche. Ist die Kugel groß genug, die Quelle in der Kugelmitte weit genug weg, erscheint die Kugelfläche lokal eben und das Licht fällt als paralleles Bündel in die Teleskopöffnung. Die Dicke des Bündels sagt nichts über die Intensität, denn die ist von der abgestrahlten Energie der Lichtquelle abhängig und der Entfernung zu dieser.


    Meine Skizze enthält zwei Lichtquellen, die in einem bestimmten Winkel (Blickwinkel) zueinander stehen.

    Man könnte jetzt hingehen und vor das Objektiv ein Hindernis (Obstruktion) etwa im Brennweitenabstand (typisch für einen Fangspiegel im Newton) mittig reinmalen und für die beiden Lichtquellen den "Schattenwurf" einzeichnen. Mir fällt dazu kein besserer Begriff ein, aber dieser Schatten ist nur eine Abdunklung (eingangs für alle möglichen Lichtquellen gleichermaßen). Wenn man den Strahlengang dann bis ins Auge weiterzeichnet, dann wird für jede Lichtquelle aus dem flächigen Schatten ein Punkt und zwar genau da auf der Netzhaut, wo die Lichtquelle auch landet. So gesehen dürfte man die Obstruktion als solche gar nicht sehen.
    Interessant wird es, wenn man für die einfallenden Lichtbündel untersucht, wie groß der Schattenanteil ist und ob der für alle möglichen Lichtquellen im Gesichtsfeld gleich groß ausfällt. Denn gibt es Unterschiede, nimmt man diese als Abschattung wahr.

    Unabhängig davon könnte man auch die Lichtquellen vom Nachthimmel "ausschalten" und die Obstruktion selbst als Leuchtfläche betrachten und sich den Strahlengang für diese Leuchtfläche mal konstruieren und einzeichnen. Ergibt sich irgend eine wahrnehmbare Abbildung im Auge, sieht man umgekehrt am Taghimmel auch den Schatten der Obstruktion. (Tipp: Oberkante und Unterkante des Hindernis als getrennte Lichtquellen in Nahdistanz konstruieren).

    Viel Spaß beim Zeichnen.


    PS: Auflösungsverlust erleidet man dann, wenn unter bestimmten Bedingungen nicht mehr das volle Lichtbündel der Öffnung bis ins Auge gelangt und man dies durch eine kleinere zu wählende Öffnung vermeiden könnte. Es reicht nicht, wenn nur "oben" vom Bündel was weggeschnitten wird, weil der Bildpunkt irgendwo am Gesichtsfeldrand liegt. Das Auflösungsvermögen beschreibt man immer für das Lichtbündel entlang der opt. Achse., die Lichtquelle, die mittig liegt (also in Blickrichtung). Eine Veränderung des Auflösungsvermögen zum Bildrand hin, soll nicht interessieren, macht die Sache nur komplizierter.

    Hallo Kalle,


    besten Dank für deine Vertiefung. Ich denke, ich bin da einem Irrtum aufgesessen, und habe meine vorherige Einlassung kurzerhand gelöscht.


    Die anderen Dinge hätten gepasst, aber Ändern dauerte mir zu lange und ich wollte den Irrtum aus der Welt haben.


    Viele Grüße, Reinhold

    Zitat von Instrumentarium

    Die Frage ist, was macht in dem Fall die Obstruktion mit mir, wie erklärt sich das am besten und mit welcher Kenngröße kommuniziere ich das am besten, zum Beispiel als „effektive“ Obstruktion?


    Kannst du aus der Sicht etwas beitragen?

    Sowas wie eine effektive Obstruktion gibt es nicht.


    Es gibt nur Obstruktion und die hat folgende Auswirkungen:

    1. Die Bildhelligkeit wird um den Betrag XY gegenüber eines Unostruierten Teleskops gemindert

    2. Der Energiegehalt des zentralen Maximums des Beugungsscheibchens bzw. der PSF wird verringert, Energie wird in die Beugungsringe gebeugt

    3. Das Beugungsmuster verändert sich


    Die Beugung der Obstruktion wird über verschiedene optische Konzepte erfasst bzw. kommuniziert.

    - Sie lässt sich über das Beugungsbild bzw. über die PSF quantifizieren und wird somit mit anderen Aberrationen vergleichbar.

    - Sie kann als Zahlenwert, über denn EE-Wert (Encircled Energy) mit dem Strehl-Wert verglichen werden.

    - Sie kann in der PSF und MTF, sowie über das Beugungsmuster visualisiert werden.


    Die Kenngrößen sind also grob: Die Prozentuale Größe zur Öffnung, PSF, EE, Strehl, MTF, Beugungsmuster


    Für die Praxis am Teleskop hat die Obstruktion nur insofern Relevanz, das sich das Beugungsmuster eines Sterns verändert und das der Objektkontrast und die Bildhelligkeit um den Faktor XY% verringert werden.


    Da der Fangspiegelschatten im Fokalbild des Teleskops unsichtbar ist, hat die Obstruktion auch keine Auswirkung in der AP/Fokus des Okulars.


    CS

    Hallo Kalle,


    ich habe die Erläuterungen von Andreas nicht verstanden und glaubte sie mit einem Hinweis auf deine Zeichnung ausräumen zu können. Es ging nur um die Auflösung, unabhängig von der Obstruktion. Eine Seitendebatte.


    Zitat von AndiL

    Das ist nicht nur eine Rechengröße. Die Pupillen sind elementar für die Betrachtung einer Optik. Letztlich kann man hier die Wellenfront messen, am selben Ort, für alle Bildfelder. Beschneidet man hier die Wellenfront durch irgendeine mechanische Blende (wie die Iris im Auge), ist nach passieren der Blende das Auslösungsvermögen und die Lichtstärke vermindert.


    Tatsächlich ändert ein Okularwechsel die Winkelauflösung hinter dem Okular. Dies geht einher mit der anderen Okularbrennweite, so dass die Auflösung am Himmel gleich bleibt. Beispiel: Halbe Okularbrennweite -> halbe AP -> halbe Auflösung (Winkelauflösung hinter dem Okular). Am Himmel bleibt es aber die gleiche Auflösung, da sich die Vergrößerung verdoppelt. Das ist der Grund, dass bei Verkleinern der AP das Auge in die Lage kommt, die vom Teleskop angebotene Auflösung auch zu sehen.

    Immer vorausgesetzt, die Iris beschneidet nicht das Strahlenbündel. Wenn jetzt eine zu kleine Iris den Strahl beschneidet, stimmt die Rechnung nicht mehr und die Auflösung in Richtung Himmel wird tatsächlich schlechter


    Das ist kein Katheterfall, er könnte in der Praxis auftreten, wenn bei Tagbeobachtung der Sonne, die Augenpupille kleiner ist, als die Austrittspupille durch das jeweils ausgewählte Okular. Oder eben bei der ungedämpften Mondbeobachtung mit großen Austrittspupillen erzeugenden Okularen.


    Ich meine, die vom Teleskop in diesen Fällen angebotene Auflösung kann meine Auge-Gehirn-Kombination deshalb nicht abrufen, weil auf der Netzhaut nicht genügend feine Pixel vorhanden sind. Und nicht, weil meine Iris gerade eben mal kleiner als die Austrittspupille ist.


    Ich glaubte, mit Hilfe deiner Zeichnung und dem Hinweis auf die Trennbarkeit zweier sehr enger Bildpunkte das erläutern zu können. Ist meine Iris kleiner als die Austrittspupille, kann ich die Lichtmenge nicht vollständig abrufen. Dass ich deswegen auch die angebotene Auflösung nicht abrufen könnte, ist mir nicht einleuchtend. Dass ich sie Gehirn nicht zusammenstellen kann, weil ich nicht genügend Pixel im Auge habe, wäre mir eine nachvollziehbare Begründung. Eine kleine Iris kann ich als Erklärung immer noch nicht nachvollziehen.


    Viele Grüße, Reinhold

    Zitat von QED

    […] Da der Fangspiegelschatten im Fokalbild des Teleskops unsichtbar ist, hat die Obstruktion auch keine Auswirkung in der AP/Fokus des Okulars.

    Hallo zusammen,


    QED, das Zitat soll nur als Auslöser dienen. Ich versuche noch etwas zu verstehen und frage nach. Zunächst wollte ich ein, wegen der Handy-Fokus-Belichtungsautomatik wenig gelungenes Foto der Austrittspupille einer Newton-150/750-40mm-Okularkombination zeigen.


    Ich habe dazu eine - leider spiegelnde - Mattscheibe an den den Ort der Austrittspupille gebracht. Richtig gehalten ist der Rand scharf, es ist der Rand der Eintrittspupille, hier der Spiegelrand. In der Mitte der dunkle verwaschene Fleck, verursacht durch den Fangspiegel(halter). Die Abbildung wiederholt sich für andere Okularbrennweiten, aber in der Mitte stets der verwaschene dunkle Fleck.


    Zwei Fallbeispiele:


    Beobachtungssituation 1: Scheibendurchmesser und Iris seien identisch, der Austrittspupillenort sei ordentlich in der Augenlinse, alle Bildinformation kommt demnach im Auge an. Der viel beschriebene Idealfall.


    Beobachtungssituation 2: Der Beobachter wird geblendet. Die Iris schlösse sich auf die Hälfte der Beobachtungssituation 1. Die Austrittspupille stünde nun wieder ordentlich in der Augenlinse. Nun geht nur noch der dunkle Fleck und etwas Umgebung durch die Augenoptik. Und nun?




    Was verändert sich in meiner Beobachtungswahrnehmung von Situation 1 nach Situation 2?


    In beiden Fällen bringe ich selbstverständlich das Auge an den Ort der Austrittspupille und fokussiere auf Unendlich respektive scharfe Abbildung.


    Was erwartet ihr für Unterschiede?


    Viele Grüße, Reinhold


    Postscriptum: Nimmt man beide Male den Durchmesser des dunklen Flecks an irgendeiner Stelle und setzt ihn in Bezug zum Irisdurchmesser, wird der Wert in Situation 2 deutlich höher sein. Wie man dieses Verhältnis nun nennen mag, ist eine nachrangige Frage. Man kann das Verhältnis versuchsweise „effektive“ Obstruktion nennen, oder wie auch immer, das tut wenig zur Sache. Aber das Verhältnis kann man bilden und in Relation zur Beobachtungswahrnehmung setzen.

    Hallo Reinhold


    Zitat von Instrumentarium

    ich habe die Erläuterungen von Andreas nicht verstanden und glaubte sie mit einem Hinweis auf deine Zeichnung ausräumen zu können. Es ging nur um die Auflösung, unabhängig von der Obstruktion. Eine Seitendebatte.

    Diesmal vom Objektiv aus .

    Verdoppele in Kalles Zeichnung doch mal den Durchmesser der Öffnung .

    Dann zieh eine Linie von dem Schnittpunkt Rand Öffnung mit der Senkrechten Objektiv

    durch den Mittelunkt der Feldblende bis zur Senkrechten Fokusebene plus Okularbrennweite .

    So bekommst Du die neue AP . Das Licht zwischen der verdoppelten und einfachen Öffnung

    landet jetzt zwischen der alten und neuen AP .

    Wenn dieses Licht fehlt (zB. durch die Pupille wegeschnitten) ist die effektive Öffnung nur die alte Öffnung .

    Die Auflösung wieder hängt von der genutzten Öffnung ab . Was das Auge damit macht ist ein anderes Thema .

    Kleinere genutzte Öffnung bei gleich großer Obstruktion ergibt ....


    Gruß Rainer

    Hallo Reinhold


    Sei mir nicht böse, aber ich glaube du erschaffst dir hier ein Problemfeld, machst Annahmen darüber und ziehst irgend welche Rückschlüsse, die du dann auf die Obstruktion überträgst.


    Ich verstehe das Problem nicht.


    Was soll das Bringen irgend welche zusätzlichen Blenden in den Strahlengang einzuführen und irgend welche Fotos die mit dem Fokalbild, oder dem Okularbild im Unendlichen Garnichts zu tun haben?


    Ja, man kann in gewissen Einblick Positionen den Fangspiegel sehen, doch hat das überhaupt nichts mit dem wellenoptischen Beugungsbild zu tun was man letztlich beobachtet!


    Die Obstruktion und ihre Wirkung ist vollständig verstanden und beschrieben, was ich mit meinen beiden Postings im Vorfeld versucht habe zu erklären.


    Auch übertragen auf die Sonnenbeobachtung, hier ist das Thema Lichtdämpfung und Streulicht aus der Umgebung.

    Man muss das Sonnenlicht soweit abdämpfen damit man es bequem beobachten kann.

    Wird man geblendet, ist das zum einen gefährlich für das Auge und zum anderen wird die Granulation schnell überstrahlt.

    Um das Umgebungsstreulicht der Tagesbeobachtung zu eliminieren verwendet man in der Regel ein Beobachtungstuch, oder zumindest einen Sonnenschirm, oder eine Basecap.

    Bei der H-alpha Beobachtung ist das besonders wichtig.

    Im Grunde beobachtet man die Sonne dann wie den Mond in der Nacht.

    Ich kenne den Solar-Newton, also ein Newtonteleskop ohne Verspiegelung auf HS u. FS und ich kenne Newtons die mit Solarfolie von Baader eingesetzt werden und auch da sieht die Sonne so aus, wie sie im Refraktor mit Herschelkeil aussieht.


    Also auch hier gibt es meiner Meinung nach kein Problem durch die Obstruktion.


    Manchmal ist es auch vielmehr ein Problem des Anschauens, als dem durchschauen?


    CS

    Hallo QED und alle anderen die für die Aufklärung der Zusammenhänge, besonders der Auflösung gesorgt haben.


    Vielen Dank dafür.

    Gerd

    Hallo Reinhold,

    Zitat von Instrumentarium

    Die vom Teleskop angebotene Fähigkeit aufzulösen, also etwa einen Doppelstern zu trennen, bleibt bis in die Fokalebene (des Okulares) erhalten. Das ist mein Kenntnisstand, zu dessen Änderung ich bislang keine überzeugenden Argumente lesen konnte.

    Ich habe nie etwas anders behauptet. Natürlich bleibt alles gleich. Das Teleskop hat immer die gleiche Auflösung, auch wenn es in der Garage steht und ich nicht rein schaue.

    Das wesentliche ist doch, was hinter der Iris passiert wenn diese kleiner als die AP ist. Das war doch die Ausgangsfrage, darum geht die Diskussion und nicht um das Teleskop an sich.


    Wenn meine Iris von einer 4mm AP nur 3mm ausstanzt, dann ist es das gleiche, wie wenn ich eine 7.5" Blende auf den 10" Hauptspiegel legen. Das kann man an Kalles Zeichnung sehr einfach nachvollziehen. Die AP verkleinern, dann werden die Strahlenbündel bzw. Strahlenkegel schmaler. Natürlich darf man dann nur die Strahlen zeichnen, die durch die AP gehen.


    Im Fokus vor dem Okular ist noch die komplette Auflösung vorhanden, in der AP auch, aber hinter der Iris nicht mehr. Denn alle Strahlen vom den äußeren 25% Öffnung werden geblockt. Genauso ist vor dem 10" Spiegel noch die Auflösung eines 8 Meter Spiegels vorhanden. Dumm nur, dass die Stahlen 4 Meter neben mir auf den Boden treffen. Es ist egal, wo die Strahlen geblockt werden, sie kommen auf dem Sensor (Netzhaut) nicht mehr an. Weg ist weg, auch kurz vor dem Ziel.


    Gruß

    Andreas

    Hallo Andreas,


    ich bin mir zwischenzeitlich nicht mehr sicher, ob wir hier in Gerds Thema noch richtig unterwegs sind. Aus der Unsicherheit heraus, versuche ich mich so kurz wie möglich zu fassen.


    Vergleiche snd so eine Sache. Begründungen sind gefragt. In deinem Vortrag Begründungen dafür, warum das Auflösungsangebot des Teleskopes nicht auf der Netzhaut ankommen sollte, wenn die Iris kleiner als die Austrittspupille des Teleskops ist.


    Völlig unabhängig davon, ob das praxisrelevant ist. In den optischen Grundlagen, die meine Erwartungshaltung an die instrumentelle astronomische Beobachtung begründen, möchte ich schon trittsicher unterwegs sein und nicht Irrtümern und Glaubensgrundsätzen aufsitzen.


    Ich bin im Netz bei Martin Lieberherr fündig geworden, auf dessen Versuchsanordnung ich abheben kann, ohne hier mit eigener Wortwahl ausufern zum müssen. Ein Versuch zum Auflösungsvermögen des menschlichen Auges unter Einbeziehung des Pupillendurchmessers.


    http://www.physik.li/beispiele/Augenaufloesung.pdf


    Meine Recherchen habe ich noch nicht abgeschlossen. Obiges einstweilen vorab.


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Andreas,


    ich habs verstanden. Die Begründung ergibt sich aus Kalles Bild.


    Schliesst die Iris, gelangen nicht mehr alle Strahlen der vollen Öffnung auf die Netzhaut. Das kann man natürlich umgehrt herum erklären, als hätte man ein Teleskop kleinerer Öffnung. Einverstanden.


    Das eigentliche Limit ist das Auge. Realiter dürfte das Auflösungsangebot unserer Teleskope bei kleinen Vergrößerungen und damit großen Austrittspupillen so groß sein, dass unser Auge das Angebot ohnehin nicht mehr auflösen kann.


    Für mich war das ja eigentlich bereits tot und hatte meinen Beitrag, der nicht hierher gehörte, gelöscht.


    Wenn du magst, gönn dir den Versuch von Martin Lieberherr. Die Auflösungsfähigkeit des menschlichen Auges steht ja auch in Zusammenhang mit der Bildhelligkeit, die unserem Fall auch abgenommen hat.


    Lassen wir das Thema Auflösung und Iris gut sein? Nicht, dass ich etwas abwürgen wollte, aber es passt nicht wirklich unter Gerds Thema.


    Besten Dank für deine Beiträge. Sie haben mich veranlasst, viel zu recherchieren und meine Kenntnisse zu erweitern.


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Reinhold,


    Freut mich, dass du es verstanden hast. Manchmal wäre es äußerst hilfreich, man könnte zusammen am Tisch sitzen und den Sachverhalt live zeichnen.


    Ich denke, die Diskussion ist hier schon richtig aufgehoben. Die Ausgangsfrage war nach der Wirkung durch die geänderte Obstruktion. Da denkt man unweigerlich an Kontrastverlust. Ich wollte nur den nicht so offensichtlichen Verlust an Auflösung anmerken. Habe gar nicht gedacht, hier ein so großes Fass aufzumachen.


    Viele Grüße

    Andreas

    Hallo zusammen


    Der Fehler liegt darin, dass man die "geometrische Strahlenoptik" also der Strahlengang wie ihn Kalle hier gezeigt hat, in Gedanken und Vorstellung, rückwärts betrachtet und dabei glaubt durch die zu große AP, an Auflösung verlieren würde.


    Dabei geht man in Gedanken jedoch weiter, als man mit dem Auge in Wirklichkeit Beobachten tut.

    Weiter wie bis zum Fokalbild darf man dabei nicht gehen.

    Das Auflösungsvermögen bleibt also genauso wie die Obstruktion immer gleich.


    Warum?


    Das Teleskop erzeugt im Brennpunkt über dem Okularauszug ein reales Zwischenbild, oder Fokalbild, zum Beispiel ein kleiner Halbmond mit etwas Himmel drum rum.

    Man kann sich das auch mal selber ansehen in dem man das Okular aus dem OAZ herausnimmt und eine Klarsichtfolie in den Brennpunkt hält, dann kann man an der Folie den kleinen Halbmond sehen.


    In diesem Bild sind alle Informationen enthalten.

    Zum Beispiel die zusätzliche Beugung der Obstruktion, das Auflösungsvermögen, die Abbildungsfehler usw.


    Dieses Zwischenbild wird nun mit einem Okular über den OAZ angefahren und dann über die AP dem Auge zugänglich gemacht.


    Dabei ist das Okular nichts anderes als eine Lupe, welche je nach Brennweite einmal stark und manchmal schwach, in diesem Fall zu schwach vergrößert, um das ganze Licht ins Auge zu bekommen.


    Man kann sich das vielleicht auch so vorstellen und einmal ausprobieren.

    Man lege sich eine 1€ Cent Münze auf den Finger, oder auf einen kleinen Zylinder und hebe diese in die Ebene der Feldblende des Okulars.

    Achtung!

    Das funktioniert nur mit einfachen Okulartypen bei den die Feldblende zugänglich ist, wie z.B. beim Ortho, oder Plössl-Typ.

    Dabei auch vorsichtig sein, damit man nicht die Linsen mit der Münze verkratzt.


    Die 1€ Cent Münze ist dabei Modelhaft das Fokalbild des Teleskops.

    Nun kann man mit unterschiedlichen Okularen sich die Münze ansehen.

    Einmal in der Übersicht und einmal hoch vergrößert.

    Dabei wird klar, es ändert sich nichts an der 1€ Cent Münze egal mit welchem Okular, egal mit welcher AP, oder Irisöffnung, es bleibt immer dieselbe Münze bzw. in Analogie, das gleiche Fokalbild.


    Denkt man jedoch Modelhaft die Strahlenoptik weiter und darüber hinaus, würde man ja in Analogie an der Münze bzw. dem Fokalbild vorbeisehen und am Hauptspiegel vorbei und an der Obstruktion vorbei, bis in die unendlichen Weiten des Weltraums...


    Man verliert bei zu großer AP also nur Licht bzw. Helligkeit kein Auflösungsvermögen.


    CS

    Hi QED,

    ich vermute das Problem geht eher dahin, dass man einerseits Strahlenoptik (siehe meine Skizze) betrachtet und dann Beugungseffekte hinzudeuten möchte, die gänzlich anderer Natur sind.


    Mein Hinweis,


    "Auflösungsverlust erleidet man dann, wenn unter bestimmten Bedingungen nicht mehr das volle Lichtbündel der Öffnung bis ins Auge gelangt und man dies durch eine kleinere zu wählende Öffnung vermeiden könnte."


    spielt darauf ab, dass wenn eine kleinere Öffnung den gleichen Strahlengang (begrenzt durch die Augen-EP) ins Auge erzeugt, diese Öffnung aufgrund der Beugung das Auflösungsvermögen bestimmt. Ich habe das jetzt nicht geometrisch im Detail durchgespielt. Ist nur ein Gedankengang, wo ich in meiner Skizze ansetzen würde, um das heraus zu finden. Vielleicht mache ich jetzt auch nur ein Gedankenfehler und diese Konstellation ergibt sich gar nicht.

    Dann bleibt immer noch die Frage, was man bei Tageslicht mit verengter Augenpupille überhaupt als Fangspiegelschatten wahrnimmt. Das muss sich ja irgendwie als lokale Helligkeitsverminderung im Strahlengang bemerkbar machen. Geometrisch dürfte das in Richtung Schärfentiefe gehen. Hat jemand Lust und Zeit, das mal zu skizzieren?
    Ich glaube, so richtig verstehen tut man das nur dann, wenn man sich selbst mal strahlengangtechnisch das durchkonstruiert/simuliert; vielleicht mit dem Trick, dass man defokussiert bzw. den Fokus oder das virtuelle Abbild des FS-Schattens als Hilfsgröße ermittelt.

    Hallo,

    mit Gedankenspielen bezüglich Münzen und Feldblenden usw. wird man vllt. die geometrische Optik duchblicken, aber wenn die Beugung dazukommt, vermute ich mal ganz stark, wird das wohl nicht so richtig funktionieren.

    Ich versuche vllt nochmal kurz meine Gedankengänge diesbezüglich zu erörtern.

    Das Licht vom Stern kommt als paralleles (kollimiertes) Strahlenbündel in der Apertur des Teleskops an. Hier wird das Strahlenbündel fokussiert und würde ein Fokalbild erzeugen, aber da ein Okular verwendet wird, wird das Strahlenbündel wieder kollimiert, also es kommt ein paralleles Strahlenbündel aus dem Okular, welches auf die Augenlinse fällt. Dh das Auge schaut nach unendlich, weil es so am entspanntesten ist. Das vom Stern kommende Strahlenbündel in der Eintrittspupille ist equivalent der Austrittspupille am Okular, außer dass es um die Vergößerung des Teleskops verkleinert ist und mglw. gespiegelt. Dh. der Fangspiegelschatten und der der Spinne sollte hier sichtbar sein. Wenn die Pupille des Auges nun die Randstrahlen abschneidet, schneidet es die Randstrahlen auch in der Eintrittspupille weg. Und nun kommt die Beugung ins Spiel. Die Randstrahlen (die mit den hohen Winkeln) sind aber genau die, welche die Auflösung bringen. Man schaue auch unter dem Begriff "numerische Apertur".

    Interessant wäre der Grenzfall einer sehr kleinen Pupille, welche die Randstrahlen bis zum Fangspiegelschatten wegschneidet, dann sollte es dunkel werden. Ist vllt aber auch nicht wirklich relevant, da man mit dem Auge korrigiert und dann etwas schräg reinschauen kann. Inwiefern das Auge die sich ändernde Auflösung aufgrund der Zapfnegrößen überhaupt bewerten kann, ist eine andere Frage.

    Vg Tino

    Hallo Gerhard,


    ich möchte zu deiner Eingangsfrage direkt zurück kommen, ( sorry, ich habe nicht den ganzen Thread durchgelesen, doch da immer noch disklutiert wird gebe ich mal meinen Senf dazu auch wenn vielleicht einige Aspekte schon geklärt sind).


    Die erste Frage, ich halte deinen Punkt, dass die effektive Obstruktion von dem Durchmesser der Augenpupille abhängt und deine Rechnung mit den 33 % für korrekt, allerdings nutzt man in dem Beispiel nur 75% des Durchmessers des 10 " Spiegels. Kontrast und das Auflösungsvermögen sinken hierdurch, wenn die Obstruktion klein ist dominert klar der Effekt der reduzierten Öffnung.


    Zweitens, das Auge ist bei großem Pupillendurchmesser nicht beugungsbegrenzt, man wird in dem o.g. Beispiel im Bild vermutlich kaum etwas merken. Weil es nicht beugugsbegrenzt ist, bringt es auch nichts dies durch eine Blende direkt vorm Auge simulieren zu wollen. Letzeres scheint mir auch kaum möglich, denn die Blende müsste direkt in der Ebene der Pupille liegen, was selbst mit einer entsprechenden Kontaktlinse kaum zu bewerkstelligen ist, das Auge bewegt sich. Und wenn man eine Blende wie du schreibst als störend wahrnimmt, dann liegt sie zu weit vor der Ebene, als dass man selbst bei einem perfekten Auge aus dieser Simulation etwas lernen könnte, man befindet sich dann im Übergang von Fernfeld- zu Nahfeldbeugung.


    beste Grüße


    Thomas

    Hallo zusammen,


    Kalles Zeichnung gibt den Sachverhalt für einen nichtobstruierten Refraktor wieder.


    -> Hier geht es ausschließlich um obstruierte Teleskope.


    Und, in der Empfindungsebene, gibt es auch für mich so etwas wie eine „effektive“ Obstruktion. Ich hatte versucht, das oben mit einer Fotografie einer Austrittspupille zu unterstreichen.


    Man stelle sich vor, obige Austrittspupille läge in der Augenlinse und die Iris zöge sich zusammen, bis halbehalbe der dunkle Bereich - der diffuse „Schatten“ des Fangspiegels - erfasst und auf der Netzhaut ankäme.


    Was macht das mit meiner Wahrnehmung?


    Heute habe ich wieder Sonne visuell mit einem Newton beobachtet, mit Austrittspupille 2,4mm. Meine Taglichtiris kenne ich nicht. Die Bildmitte ist in der Breite einfach beliebig unangenehm. Bei Austrittspupille 5mm gibts derlei Unanehmlichkeiten nicht. Und bei 1mm auch nicht.


    Möglicherweise ist das, was Gerhard eine irisabhängige „effektive“ Obstruktion nannte, der Grund dafür, warum obstruierte Teleskope visuell nicht so der durchgängige Hit sind.

    Durchgängig, weil es möglicherweise Austrittspupille/Augenpupille Verhältnisse gibt, wo das Ganze keine visuelle Beobachtungsfreude bereitet.


    Die Conclusio wäre, für Sonne, Mond, Natur mit obstruierten Teleskopen bestimmte Austrittspupillenbereiche zu meiden oder nach nichtobstruiert zu wechseln. Alles Konjunktiv, wenn es denn so ist.


    Beste Grüße, Reinhold

    Hallo zusammen,



    ich denke es sind zwei verschiedene Aspekte die man von einander trennen muss:


    1. Den Kontrastverlust wenn die Iris das vom Teleskop gelieferten Lichtbündel beschneidet, tunlichst
    vermeidet man dies (Graufilter?) .


    2. Irritationen bei der Beobachtung


    Der erste ist denke ich klar, das lässt sich berechnen, der Kontrastverlust ist meist nicht sehr auffällig .


    Den zweiten Punkt kann man an Hand eines extremen, sicherlilch in der Praxis etwas sinnlosen Beispiels analysieren, eine F/2 Optik mit 30% Obstruktion kombiniert mit einem 40 mm Okular, da beträgt die Austrittspupille 20 mm, der dunkle Bereich im Zentrum dann 6 mm. Wenn man mittig durch das Teleskop schaut und das Auge im korrekten Abstand platziert , d.h. in der Ebene in der das Okular das Objektiv abbildet, sieht man auf der Achse gar nichts, blickt man nun zum Gesichtsfeldrand (man bewegt den Kopf nicht, nur der Augapfel dreht sich!) wandert die Pupille in den Teil des Strahlenbündels der nicht von der Obstruktion betroffen ist. Vom der dunklen Bildmitte zum Gesichtsfeldrand hin wird das Bild also immer heller, Wenn man auf verschiedene Stellen im Gesichtsfeld blickt sieht man einen diffusen dunklen Schatten umhherwandern selbst wenn man den Kopf still hält. Das ist reine Geometrie bedingt durch den Aufbau des Auges und unabhängig von Beugung, durch die Beugung wird dann auch die Qualität schlechter.


    Wenn man das Auge aus der Achse seitlich entfernt sieht man in der Bildmitte ein helles Bild, in diesem Extrembeispiel so gut wie in einem Teleskop ohne Obstruktion und der dunkle, eher kreisförmige Bereich wandert Richtung Gesichtsfeldrand. Dies gilt allerdings nur wenn sich das Auge in der korrekten Distanz vom Okular befindet und das Okular optisch perfekt
    ist, also das extreme Strahlenbündel ohne Abbildungsfehler verarbeiten kann. In einem realen weniger extremen Fall treten analoge Effekte auf nur weniger ausgeprägt und davon abhängig ob und wie stark das Strahlenbündel bei hellen Objekten beschnitten wird. Die optimale Einblickposition für das Auge wird dann schwieriger zu finden, vor allem verglichen mit einem Teleskop ohne Obstruktion.



    Beste Grüße


    Thomas

    Hallo zusammen


    Eigentlich diskutieren wir hier einen Anwendungs- bzw. Bedienungsfehler.

    Die maximale AP am Teleskop wird mit 6-8mm angegeben und Blendungen sind zum einen durch anpassen der AP, durch Nutzung eines Binokulars, oder mit ND-Filter zu vermeiden.


    Nach dem hier diskutierten Strahlenoptik Modell mit Auflösungsverlust, müsste man ja Kontrast und Auflösung über die Iris-Adaption steuern können. Hat das überhaupt schon mal jemand beobachtet, müsste ja sichtbar sein?

    Demnach könnte man bei zu großer AP, einen unsichtbaren Doppelstern, durch Anpassung der Iris dann trennen können, ebenso der Kontrast?


    Hier noch was zur Wellenoptik, Abbildung 219.

    Quelle:

    Vladimir Sacek, 2006, THE TELESCOPIC EYE, in: telescope-optics.net, 14. Juli. 2006

    https://www.telescope-optics.net/eye.htm, letzter Zugriff 21.07.2021


    Zitat:

    "In addition, unlike the "unarmed" eye, which observes objects directly, the telescopic eye observes diffracted image of these objects."


    "Placed behind telescope eyepiece, eye is looking at the image formed by objective that is magnified by the eyepiece. The corresponding optical scheme is different than for the eye looking at an object directly (FIG. 219). Since the image formed by the objective is subjected to its diffraction, any point in it is replaced by diffraction pattern formed by the objective."


    "The peculiarity of the telescopic eye is that it forms an image of a diffraction image, created by objective and magnified by the eyepiece."


    Die Beugungs- bzw. Wellenoptik erscheint für mich jedenfalls eine konsistente Erklärung abzuliefern.


    Vielleicht habe aber auch ich etwas entscheidendes übersehen?


    CS

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