Schatten beim Foucault Test

Hallo

Um so schneller die Öffnung um so dichter musst du an die Schneide.

Mal mit dem Auge versuchen, weil kann auch schlecht konstruierte Lichtuelle sein

Gruß Frank

Moin,

kannst mal was zu deinem Tester posten?

Z.B. Bild, Lichtquelle

Gruß, Marcel

Hallo,

tritt das Phänomenuch auch visuell auf, wenn du mit dem Auge ganz nahe an die Messerschneide ran gehst? Oder nur mit der Kamera? Wenn letzteres, wäre es ja ein kameraspezifischer Effekt. Hast du mal den Abstand Kameraobjektiv zur Meserschneide variiert? Wie verhält sich die Abschattung, wenn du das tust?

Welche Kamera, welches Objektiv? Viele Zoomobjektive vignetieren bei schnellen Öffnungsverhältnissen. Mich verwundert jedoch, dass es nur links und rechts abschattet und oben/unten nicht.

Im mittleren Bereich sieht man schön die typischen Polierspuren fernöstlicher Spiegel. Ob die mit der Flex polieren?

Zitat von Stathis

Im mittleren Bereich sieht man schön die typischen Polierspuren fernöstlicher Spiegel. Ob die mit der Flex polieren?

Tja Stathis, ohne hier vom Thema abzukehren, ist das wieder ein Kreuz bei Punkt 7 in deiner Umfrage ...

Thema

Umfrage zum Selbstbau allgemein: Ja, Nein, Was, Warum

Angeregt durch den aktuellen Thread DIY Ausrüstung für Selbermacher will ich versuchen, den aktuellen Stand hinsichtlich der Bereitschaft und Motivation zum Selbstbau eurer Ausrüstung für die Amateurastronomie zu erfragen. Diese Frage im Selbstbauforum zu stellen, ist natürlich fast schon wie den Ameisenbär fragen, wie gut Ameisen schmecken, zumal der Astrotreff seit seiner Gründung stark vom Selbstbau geprägt ist. Ich beobachte eine immerwährende Wandlung in den Themenschwerpunkten.…

Stathis

12. November 2023

Zitat von Soncebos

Näher an die Schneide komme ich nicht da müsste ich Linsen aus dem Objektiv ausbauen.

Moin Jens,

aber hast du mal ohne Kamera probiert?

Auch wenn das Auge da schon zu tränen beginnt .

Bitte zeig/schreib auch was zum Objektiv.

Gruß, Marcel

Hallo Jens,

warum schreibst du immer noch nicht, welche Kamera und welches Objektiv du nutzt? Ist das ein Geheimnis? Hier lesen einge Leute mit und es wäre hilfreich zu erfahren, warum etwas nicht funktioniert.

Ich nutze eine Festbrennweite 100 mm f/2,8, das reicht mit APSC Kamera bis ca. f/3,7 Spiegel und mit Vollformat Kamera für Spiegel bis jenseits f/3. Über den Abbildungsmaßstab (Strahlensatz, Tengens) kann man ausrechnen, welche Spiegel noch satt ins Bildfeld passen.

Hallo Jens,

scheint zu passen. Jedenfalls komme ich auf dieselbe Formel und dieselben Ergebnisse.

Zitat von Soncebos

Um die mögliche Abschattung (Vignettierung) durch das Objektiv zu bestimmen bräuchte ich ja verlässliche

Angaben über die Öffnung des Objektives.

Rein rechnerisch gesehen müsste ein f/8 Objektiv für einen f/4 Spiegel (= f/8 aus dem Krümmungsmittelpunkt) ohne Vignettierung durchpassen. Wir haben jedoch herausgefunden, dass die hinreichende Objektivblende als alleiniges Kriterium nicht ausreicht. Festbrennweiten gingen immer sehr gut ohne zu vignettieren, Zoomobjektive gingen fast nie. Das muss mit dem Linsenaufbau und der Position der internen Blenden zu tun haben, so genau habe ich das nicht verstanden. Kann es jemand erklären? Ich vermute, dass dein 2,8-12 mm Zoom Objektiv sich ähnlich verhält, obwohl dort mit f/1,4 ein hoher Blendenwert steht.

Hallo zusammen,

ich kann auch nicht erklären, weshalb es mit Zoomobjektiven nicht gehen soll, kann mir aber vorstellen, dass hier eben wegen des komplexen Aufbaus zusätzliche Festblenden verbaut sind, deren Kanten dann zu Interferenzen führen. Da ja (so wie ich das verstanden habe) auch der Foucaulttest gewissermassen eine interferometrische Abbildung (Spalt) ist macht das Probleme. Das gleiche nehme ich an gilt bei Interferometrie allgemein. Objektive mit Festbrennweiten benötigen keine zusätzlichen Blenden.

Ich habe mal (wofür hat man sonst einen freien Tag ?) etwas mit Freecad und der Optics Workbench gespielt.

Szenario: 100mm f2 Spiegel, sphärisch, 3mm LED, Slitless Tester. Das Modell sieht so aus: Spiegel, die Blende modelliert einerseits die von der Messerschneide begrenzte LED Frontfläche, anderseits die zurückgeworfenen Halbmöndchen. Der Offset der LED beträgt 4mm, der Abstand von Hin- und Rückstrahl also 8mm:

Da wir einen perfekt sphärischen Spiegel haben kommt natürlich nichts durch die Blende durch (schwache Pünktchen):

Nun sind wir aber interessiert daran, wie das ganze auf einer Objektivblende auftrifft und wie gross der Abstand zwischen Messerschneide und Objektivblende maximal sein darf.

Dazu habe ich einen (transparenten) Absorber und einen schwarzen Hintergrund definiert, der sozusagen die Bildebene darstellt. Diese ist 50mm von der Messerschneide entfernt:

In Draufsicht auf die Bildebene sieht das dann so aus:

Ich habe eine Zeichnung erstellt, in der der notwendige Blendenkreis abgebildet ist. Wir sehen hier mehrere Dinge:

• Wir haben, wenig überraschend, einen Offset. Der beschenkt uns dann mit den bekannten Bildfehlern. Das kriegt man kürzer hin, 8mm sind schon sehr heftig. Ich habe das nur so definiert, um den Effekt deutlich sichbar zu machen.
• Die Halbmöndchen sind natürlich in Wirklichkeit schmale vertikale Striche. Von der Idee her sollte aber klar sein, was gemeint ist.
• Damit wir die gesamten Beugungsbilder des LED Halbmonds (Resp. dessen Kante) ohne Vignettierung sauber abbilden können, muss die Blende mindestens so gross sein, dass alle Bilder ungehindert passieren können.
• Fast alle Objektive haben verstellbare Blenden aus einzelnen Lamellen (mindestens 7), so dass wir noch einen Ticken dazugeben sollten, um Beugungseffekte zu vermeiden.

Fazit:

• Stathis' Berechnung ist natürlich korrekt und stellt einen Grenzwert dar.
• Für eine saubere Abbildung muss die Blende wesentlich grösser sein
• KISS: keep it simple stupid. Einfache Linsenkonstruktionen haben definitiv einen Vorteil gegenüber Zoomobjektiven, da sie keine zusätzlichen Blenden brauchen und weniger Oberflächen aufweisen.
• Wer zur Hölle poliert und testet einen f2 Spiegel?

Der letzte Punkt soll darauf hinweisen, dass (soweit ich das beurteilen kann) niemand hier bisher einen Spiegel unter f3 mit einem Foucaulttester inspiziert hat. Ein gutes Objektiv mit Festbrennweite und f2 oder sogar f2.8 sollte also für unsere Zwecke mehr als ausreichend sein. Je näher man an die Messerschneide rankommt, desto entspannter wird das ganze.

herzliche Grüsse Robert

Zitat von Robert Ganter

Ich habe mal (wofür hat man sonst einen freien Tag ?) etwas mit Freecad und der Optics Workbench gespielt.

Moin Robert,

ohne das Thema hier zu kapern nur kurz...

ich total klasse, dass sich hier jemand auch mit der Optics Workbench befasst .

Was man damit für unser Hobby so machen kann hatte ich vor langer Zeit mal vorgestellt und würde mich freuen hier im Forum mehr darüber zu lesen, bzw. den Austausch.

Aber zurück zum Thema...

Das mit den Zoom-Objektiven kenne ich genauso nur als Vermutung, da ich noch nie eines zerlegt habe (aus Kostengründen ).

Ich würde mich aber der Theorie mit den Blenden anschließen.

Das würde bedeuten, Jens müsste mal, wenn vorhanden, ein anderes Objektiv ran fummeln, vorzugsweise Festbrennweite.

Soncebos

hast du vielleicht eine andere Kamera mit passendem Objektiv (z.B. DSLR oder so), mit der du mal testen kannst?

Gruß, Marcel

Zitat von Soncebos

Soll das weiße die LED/Lichtquelle sein?

Wie groß ist der Abstand zwischen der Lichtquelle und "wo du guckst"?

Ich kann das am Bild schwer schätzen.

Gruß, Marcel

Hallo Jens,

ich vermute stark, dass mit der Nikon DSLR das 90 mm f/2,8 Objektiv perfekt geeignet sein wird. Bei 1000 mm Brennweite wird das Bild bei weitem nicht auf den Sensor passen, auch wenn es ein Vollformat sein sollte, also brauchst du das gar nicht erst zu probieren.

50+ ca. 10 mm lateraler Versatz erscheint mir unnötig weit auseinander, das verfälscht die Messung, wenn auch nur leicht bei moderaten Öffnungsverhältnissen. Kannst du nicht näher heran? Ich schaffe es bei mir auf 10-20 mm Abstand.

Zitat von Soncebos

Als Festbrennweite wären da eine "Russentonne 1000mm f10" und ein 90mm f2,8 Makro.

Na Bingo. Versuch das 90er und die Nikon. Kannst dann auch sicher die Belichtungszeit schöner beeinflussen.

Mal abgesehen von der Brennweite, wäre ein Tester mit Russentonne ein krasser Anblick 😜.

Zitat von Soncebos

Liegt ca 50mm über der Brettkante.

Stathis hat ja zwischenzeitlich schon geantwortet aber weil mir das so groß vorkam, habe ich bewusst mal gefragt.

Halte die Fehlerquellen klein und damit auch den Abstand.

So einen Tester kann man ruhig spartanisch bauen aber der Abstand sollte klein und dein Messmittel für die Bewegung hinreichend genau sein.

Gruß, Marcel

Zitat von Soncebos

Wer kennt das
Phänomen und hilft mir auf die Sprünge?

Ich hab' das Gefühl, dass das gar kein Foucaulttest ist, weil du nicht an einer Klinge abschattest. Stattdessen siehst du die Papierfasern von dem Schnipsel vor der LED wie unterm Mikroskop.

Hallo zusammen,

zur Tauglichkeit von Objektiven für den Foucaulttest: entscheidend ist die Lage und Größe der Eintrittspupille. Idealerweise befände sich diese am Ort der Klinge, tatsächlich liegt sie innerhalb des Objektivs. Wenn sie groß genug ist, sammelt sie trotzdem von jedem Punkt des Spiegels Licht auf. Ein 50mm f/1.8 wird sicher gut funktionieren. Ein lang gebautes Zoom - oder Weitwinkelobjektiv eher nicht. Ein Indiz ist das Verhältnis von Frontlinsendurchmesser zu Eintrittspupillendurchmesser.

Herzliche Grüße, Holger

Hallo Jens,

mit "lateral" ist der seitliche Abstand zwischen Lichtquelle und Rückreflex gemeint. Um diesen zu verringern, musst du nur den Auftreffpunkt des Rückreflexes tiefer justieren, möglichst knapp über dem Brett, 50 mm über der Brettkante ist unnötig hoch. Der Einfluss ist bei f/4 auch noch nicht wirklich groß, aber wenn man ohne jeden Mehraufwand verbessern kann, würde ich es machen.

Die Brettdicke beeinflusst hingegen ja nur, wie nahe das Objektiv an die Messerschneide heranrücken kann. Ich rücke es möglichst nahe heran, um Abschattungen zu vermeiden.

Hallo Holger, das klingt nachvollziehbar, so etwas wird es wohl sein.

Hallo Kalle, die "Schlittschuhspuren" im ersten Foucaultbild in Beitrag #1 sind echte Riefen auf der Spiegeloberfläche, keine Papierfasern.

Zitat von Cleo

zur Tauglichkeit von Objektiven für den Foucaulttest: entscheidend ist die Lage und Größe der Eintrittspupille.

Man lernt nie aus. Ich hätte das allein auf das Blenden-Thema bzw. inneren Aufbau geschoben. Danke Holger !

Hallo Marcel,

naja, Blenden und innerer Aufbau bestimmen ja, wo die Eintrittspupille liegt. Insofern hast Du auch recht.

Vignettierung kommt noch dazu, das macht es nicht besser. Aber wenn man an die Eintrittspupille rankäme, würde es trotzdem gehen.

Herzliche Grüße

Holger