Fragen zu einer Einzellinse für Refraktor

  • Hallo Sternfreunde,


    mit Linsen habe ich mich noch nie genauer beschäftigt. Und nun habe ich eine sehr langbrennweitige, kleine Sammellinse und überlege mir, einen klassischen, langbrennweitigen Refraktor zu bauen. Ich will man sehen, was man mit den ersten Teleskopen so am Himmel sehen konnte. Mond, Planeten, Sonnenflecken (mit Filter) und eventuell ein paar Deep Sky Objekte interessieren mich da. Bin gespannt, was so ein simples Teleskop zeigt.


    Folgendes konnte ich festhalten:


    Farbe der Linse: Weißlich ohne Farbstich

    Durchmesser: 63mm

    Gewicht der Linse: 34g

    Randdicke: ca. 4,8mm

    Mittendicke: ca. 5,3mm

    Brennweite: ca. 2200mm

    Schliff: Plan/Konvex


    Kann man anhand der Daten rausfiltern, um welches Material es sich dabei eventuell handeln könnte? Welchen Brechungsindex hat die Linse? Wie geht man da vor?

    Wenn ich mir damit ein sehr langbrennweitiges, klassisches Linsenteleskop bauen würde, welchen Farbfehler hätte ich dann da zu erwarten? Wie stark müsste ich die Linse wohl abblenden, damit diese mit Blick auf den Farbfehler mit

    einem typischen 60/800mm Kaufhausrefraktor (Achromat) mithalten könnte?


    Viele Grüße

    Gerhard

  • Hallo Gerhard,

    willst du das Fernrohr als durchgehendes Rohr aufbauen? Dann ist dazu ja eine recht massive Montierung notwendig. Und ein solides Rohr.

    Gefasst hat die Linse etwa 60mm freie Öffnung, ergibt ein Öffnungsverhältnis von 1:36,7.

    Ein Okular mit 40mm Brennweite erzeugt eine 55fache Vergrößerung.

    Ich habe da ein 40mm Plössl, das aber einen furchtbaren Tunnelblick produziert.

    Hast du ein etwas besseres, weitwinkligeres zur Verfügung?


    Mein erstes Teleskop hatte auch nur eine 60mm Plankonvexlinse als Objektiv. Und nur 900mm Brennweite. Damit habe ich einige Jahre lang beobachtet, ohne dass mir ein Bildfehler groß aufgefallen wäre. Dann kam ein toller 75mm Newton.

    Mit dem Linsenteleskop habe ich hauptsächlich den Mond beobachtet und sogar fotografiert. Ich erinnere mich daran M 13 als zarten Wattebausch gesehen zu haben. Es ist über 60 Jahre her...

    Grüße

    Dietrich

  • Hallo zusammen. Ich vermute, dass man evtl noch stärker abblenden muss, z.B. auf 35-40mm um den Sphärischen- und Farbfehler usw. klein zu halten. Es gab auch immer wieder Diskussionen, was man mit Einzellinsen so machen kann:


    Einlinser/ Chromatischer Refraktor. Kann jemand etwas zu den verschiedenen Linsenformen Sagen?
    Hallo, es gab ja damals vor sehr vielen Jahren auch Einlinsige Teleskope, aber auch heute scheint es noch eine kleine Fangemeinde dieser zu geben. Auffällig…
    forum.astronomie.de


    Ein erstes Schülerexperinent machte ich damals mit einem Brillenglas, was mir ein Optiker extra besorgt hatte (1Dioptrie=1m Brennweite).


    Was gar nicht so einfach ist, das Material zu bestimmen. Aber warum ist der Brechungsindex relevant bzw. der ist ja farbabhängig. Die Brennweite reicht ja aus für die ersten Versuche.


    Tatsächlich wird das mit dem Tubus vlt. die grösste Herausforderung bei dieser Brennweite. Am ehesten vielleicht mit einer offenen Konstruktion aus Holzlatten vielleicht?


    Nur „ Versuch macht kluch“. Also viel Spass am Ausprobieren!



    Wenn Du schon über die Dimensionen Volumen bestimmt hast, reicht eine genaue Bestimmung des Gewichts, um die Dichte zu ermitteln. Ich befürchte allerdings, dass die Genauigkeit nicht ausreicht, die Glassorte zu bestimmen. Bzw. darüber zu Brechungsindizes zu kommen. Exakt muss man das mit einer speziellen Messapparatur machen, oder die Brennweite für versch. Farben exakt messen. Bzw. die jeweilig sphärische Korrektur der Linse.


    CS Peter

    Edited 2 times, last by Optikus ().

  • Hallo Gerhard,


    ich würde einen Tubus für die volle Öffnung bauen und dann experimentell bestimmen, wie weit ich abblenden muss. Ich behaupte jetzt einfach mal, dass die ersten Teleskopbauer das ähnlich gemacht haben. Die Abwägung Farbfehler vs. Auflösung klingt mir sehr nach einer Sache die individuell verschieden ist und auch vom beobachteten Objekt abhängt. Du wirst so oder so mehr sehen als mit den ersten Teleskopen, allein schon weil Dir viel bessere Okulare zur Verfügung stehen als den Pionieren. Und damit meine ich durchaus auch einfache China-Huygens. ;)


    Aber ein interessantes Projekt. Halte uns bitte auf dem Laufenden.

    Marcus

    16" f/4 Dobson, 6" f/5 Dobson, C8, 60/360 Apo, 70/700 PST-Mod "Sunlux"


    Zeige mir einen Dobson und ich zeige Dir eine Baustelle

  • Um das Material zu bestimmen, waere eine genaue Kenntnis der Kruemmungsradien und der Brennweite bei mindestens einer definierten Wellenlaenge hilfrech. Dann koennte die LInse im Raytracer simuliert werden und das Material geaendert werden, bis die gemessene Brennweite im Rahmen der Messgenauigkeit erreicht wird. Typische Verdaechtige sind N-BK7 (frueher BK7) oder das Brillenrohglas B270. Doch auch Quarzglas oder Borofloat waeren moeglich. Es haengt davon ab, wofuer die Linse gemacht wurde.


    Die Messung des Kruemmungsradius kann mit einen Sphaerometer oder mit einem Laserpointer, Lineal und etwas Mathematik erfolgen. So kann auch ueberprueft werden, ob die Planseite wirklich plan ist oder doch einen langen Kruemmungsradius aufweist.

    Alles Gute aus Nordostengland wuenscht



    Jurgen

  • Nachtrag - das Wissen des Linsenmaterials ist natuerlich fuer das Projekt daselbst nicht essentiell. Die Brennweite weisst Du ja bereits.

    Alles Gute aus Nordostengland wuenscht



    Jurgen

  • Hallo Gerhard,


    als 1.musst du den Krümmungsradius der Linse ermitteln.

    Das gelingt anhand deiner Daten über die Pfeiltiefe.

    Die ist ja in deinem Fall gegeben.

    Du muss die Formel also nach R umstellen

    Da die Linse Plan Konvex ist und du 5,3mm Mitten und 4,8mm Randdicke angibst beträgt die Pfeiltiefe also 0,5mm.

    MyNewton - Pfeiltiefe


    Mit s = 0,5mm und mit dem Durchmesser der Linse von 63mm komme ich auf einen Krümmungsradius von 992,25mm.

    Für die Ermittlung der Brechzahl kannst du die Linsenschleiferformel für dünne Linsen verwenden.



    Auch diese musst du noch nach n umstellen.

    Also n =(1/f) x R +1

    Das ergibt n = 1,451.

    Das ist jetzt etwas verwunderlich da wir hier im Bereich eines ED Glases liegen.


    Vermutlich stimmt die Pfeiltiefe nicht exakt so das auch der Krümmungsradius etwas abweicht

    Für BK7 mit n =1,51872 würde sich bei 2200mmn Brennweite ein Krümmungsradius R von 1141,18mm ergeben.

    Das wiederum würde eine Pfeiltiefe von 0,43mm bedeuten.

    Vielleicht misst du da noch mal genau nach.


    Wenn ich mir damit ein sehr langbrennweitiges, klassisches Linsenteleskop bauen würde, welchen Farbfehler hätte ich dann da zu erwarten? Wie stark müsste ich die Linse wohl abblenden, damit diese mit Blick auf den Farbfehler mit

    einem typischen 60/800mm Kaufhausrefraktor (Achromat) mithalten könnte?


    Die unterschiedlichen Brennweiten für unterschiedliche Farben kannst du dir recht einfach mithilfe der Linsenschleiferformel berechnen.

    Die Brechzahlen findest du für BK7 zb. hier.


    N-BK7 | SCHOTT Advanced Optics


    Der Farblängsfehler absolut gesehen ist dann die Differenz zweier Brennweiten.

    Sinnvollerweise bildest du die Differenz zu grün also 546nm, das ist die FH Linie e und damit die Brennweite die sich mit der Brechzahl ne ergibt.

    Wir nehmen hier mal die 2200mm Brennweite als Basis und damit einen Krümmungsradius R von 1141,18mm.


    Die anderen Brennweiten berechnen wir daher mit R=1141,18mm

    Bei F also nF = 1,52238 wären das dann 2184,5mm Brennweite.

    Die Differenz zu e also zu 2200mm wäre 15,5mm

    Um das bewerten zu können brauchen wir noch die Relation zur Wellenoptischen Schärfentiefe.

    Diese errechnet sich zu t08 = 2x Lambda x F^2

    Also bei F 34,9 wäen das 2x 0,00055mm x 34,9^2 = 1,34mm.

    Die Relation der zuvor ermittelten Differenz von F zu e also die 15,5mm zur Wellenoptischen Schärfentiefe bei F34,9 wäre demnach.

    15,5/1,34 = 11,57.


    Der Farbfehler bei F ist hier also 11,57 mal so groß wie die Wellenoptischen Schärfentiefe.

    Die gleiche Rechnung kannst du jetzt noch für C also 656nm machen.

    Für einen RC Wert FeC müsstest du dann beide Werte addieren.

    Ein 60/800 Achromat hat einen RC Wert FeC von 2,27.


    Grüße Gerd

  • Hallo beisammen,


    die Idee so eine klassischen Refraktor zu bauen, kam mir erst als ich diese Linse hatte. Mein erstes Teleskop als kleiner Bub noch war auch ein solcher mit Einzellinse. Mit einem 12,5 Huygens Okular kam ich auf 50x Vergrößerung. Gleich hinter der Linse war eine Blende von 20mm.... Spass den Mond anzuschauen, hat es damals dennoch gemacht. Danke Gerd für die Berechnungen. :thumbup: :thumbup: Ich hatte keine Ahnung, wie man das berechnet bzw. wie man da überhaupt vorgeht.

    Die Pfeiltiefe könnte tatsächlich auch minimal anders sein, da ich diese nur mit einem Messshieber gemessen habe bzw. messen konnte.

    Der Farbfehler ist also doch, trotz extremer Öffnungszahl, merklich schlechter als ein Achromat mit heute typischer Brennweite. Das hätte ich anders vermutet. Heute hatte ich das mal für einen ersten Versuch nun auch gleich ausprobiert mit einem 30mm Okular und der Farbsaum war dann tatsächlich noch gut zu sehen an Hell Dunkel Kanten. Mal sehen, ob ich mir die Mühe mache, da was zu bauen. Wenn, dann was ganz Einfaches, einfach mal zum ausprobieren.


    Besten Dank nochmals für die Hilfe und Orientierung


    Schöne Grüße

    Gerhard

  • Hallo Gerhard,

    in Teppichlaeden oder im Baumarkt bekommst Du sicher die Kerne der Rollen geschenkt. Die sind meist unversehrt und auch manchmal ueber 3 Meter lang. Das reicht ja aus, um mindestens probeweise mal die Linse anzubringen und hinten ein Okular in gleicher Weise mit Schiebefokusierung zu adaptieren.

    Wenn diese Konstruktion dann funktionert, kannst Du das Rohr noch schwaerzen, so weit du reinreichen kannst. Wetterfeste Lackierung aussen, und fertig ist der Chromat.

    Bitte unbedingt bauen.

    Viel Spass und Gruesse

    Axel

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