Optimale Blende

  • Hi! Wenn ich mir die diversen Bauarten der Spiegelteleskope betrachte, dann weist jedes Design auch einen tyischen Blendenwert auf, z.B.:


    Newtons und Schmidt-Newtons: f/4 bis f/5
    Schmidt-Cassegrains: f/10


    Dazwischen gibt es dann Ritchey-Chrétiens oder Dall Kirkham Cassegrains die dann Blenden von f/7 bis f/8 aufweisen.


    Einerseits möchte man ja stets Teleskope mit grosser Öffnung einsetzen, damit viel Licht gesammelt wird. Andererseits ist über den Blendenwert auch der Winkel festgelegt, mitdem der Astronom einen Bereich des Himmels betrachtet. Zusätzlich sind ja Teleskope mit niedriger Blendenzahl lichtstärker als mit hoher Blendenzahl. Absolut gesehen sollte aber die Öffnung ausschlaggebend sein.


    Gibt es unter den Astronomen bevorzugte Blendenwerte bei Teleskopen für die unterschiedlichen Einsätze, z.B. Planeten- oder Galaxie-Beobachtung oder die Planeten- oder Galaxie-Fotografie? Bei Letzterem ist auch noch die Abbildunsqualität des Teleskops auf dem Randbereich des Films oder des CCD/CMOS Sensors von Bedeutung.


    Enkidu.

  • Hallo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: enkidu</i>
    <br />Hi! Wenn ich mir die diversen Bauarten der Spiegelteleskope betrachte, dann weist jedes Design auch einen tyischen Blendenwert auf, z.B.:


    Newtons und Schmidt-Newtons: f/4 bis f/5
    Schmidt-Cassegrains: f/10


    Dazwischen gibt es dann Ritchey-Chrétiens oder Dall Kirkham Cassegrains die dann Blenden von f/7 bis f/8 aufweisen.


    Gibt es unter den Astronomen bevorzugte Blendenwerte bei Teleskopen für die unterschiedlichen Einsätze, z.B. Planeten- oder Galaxie-Beobachtung oder die Planeten- oder Galaxie-Fotografie? Bei Letzterem ist auch noch die Abbildunsqualität des Teleskops auf dem Randbereich des Films oder des CCD/CMOS Sensors von Bedeutung.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja, in der Tat sucht man für jeden Einsatzzweck das beste Teleskop aus. Große Blendenzahlen bedingen, das der Lichtkegel sehr steil in das Okular einfällt, was z.B. dessen Konstruktion vereinfacht. Geräte zur Planeten- oder Mondbeobachtung arbeiten daher gerne bei jenseits der f/10, auch sind diese Objekte so hell, das man sich diese Blenden leisten kann.


    Bei Deepskyobjekten wird dagegen gerne auf kleinere Blendenzahlen gegangen, was aber den Nachteil hat, das die Okulare komplexer sind, will man keine kleinen Kometen in den Bildecken haben.


    Fotografisch ist natürlich eine kleine Blende besser, da sie kürzere Belichtungszeiten benötigt, dafür handelt man sich bei einigen Systemen eine recht hohe Bildfeldwölbung ein, sprich es kommt zu Randunschärfen.


    Schlußendlich gibts dann noch schlichte mechanische Gründe, im Bereich der Dobsons macht man bei größeren Durchmessern (&gt;12-14 Zoll) gerne sehr "schnelle" Geräte, weil man keine Leiter zum reingucken mitnehmen möchte: Ein 14-Zoll f/8 Gerät wäre auch ein schöner Dobson, mit einer Länge von ca. 2,6m aber nicht mehr wirklich handlich. Bei den Refraktoren (Linsenteleskopen) ist es ähnlich, aus optischen Gründen wäre ein 6 Zoll f/15 ein tolles Planetengerät, mit einer Länge von 2,2m bedingt es aber eine stabile Montierung und schon fast einen höhenverstellbaren Beobachterstuhl...[;)]


    Gruß,
    Frank.

  • Hi Frank!
    Einerseits möchte man schnelle Geräte, weil die Lichtstärker sind andererseits gibt es Konstruktionsbedingt auch Geräte (Newton) welche kleine Blendenwerte fordern, damit man auch ohne Gabelstapler arbeiten kann...Also Deep-Sky fordert dann kurze Blendenwerte und Newtons wären dann dafür prädestiniert aber mit den entsprechenden Nachteilen der Bildqualität in den Randbereichen. Ist es möglich die kleinen Kometen an den Bildrändern der Newtons wegzubekommen und ist dann ein Schmidt-Cassegrain einfach nur ein Kompromiss zwischen Planeteneinsatz, dem bedingten Einsatz für Deep-Sky und Vorteil der kompakten Bauweise und der besseren Bildqualität der Bildränder? Ist es nicht möglich durch einen guten CCD die Nachteile der längeren Belichtunszeiten eines f/10 Systems gegenüber einem f/4 System auszugleichen?
    Gruss

  • Moooment!


    wenn ich das mal in einem Uraltthreat richtig verstanden habe ist es theoretisch wurscht wann bei z.B. 10"f/4 oder 10"f/10 eine CCD/Film "ausbelichtet" ist, der Unterschied liegt nur im möglichen Blickfeld, das Lichtsammelvermögen ist das selbe.
    In der Praxis zeigt ein "schnelleres" System nur durch höhere Obstruktion und andere widrige bauartbedingte Probleme ein scheinbar schnelleres Ausbelichten des Hintergrundes durch Streulicht.
    Man verwechsle das Öffnungsverhältnis nicht mit der Blende bei der Fotografie, da vergleicht man ja Objektive gleicher Brennweiten mit unterschiedlichen Blendenwerten!
    Da gibt´s dann wirklich "schnellere" !


    Hoffe richtig zu liegen und geholfen zu haben!

  • Hallo,


    hier gehts ein bischen durcheinander, oder? :)


    Zunächst ist mal wichtig, ob das Gerät visuell oder fotografisch genutzt wird...


    Visuell: Das "Lichtsammelvermögen" wird über die Öffung und die eingestellte Vergrösserung bestimmt. Stichwort: Austrittspupille (büdde mal suchen hier, da gibts schon ne menge Info zu). Bei gleicher Vergrösserung und Öffung ist alles gleich hell, egal wie das Öffnungsverhältnis ist. Es sind eben nur unterschiedliche Okulare nötig...


    Schnelle Teleskope haben ihren Vorteil vor allem bei kleineren Vergrösserungen mit gossem Gesichtsfeld, wärend langsame Teleskope eher die grossen Vergrösserungen mit entsprechend kleinerem Gesichtsfeld vorteilhaft sind. Das heisst nicht unbedingt, das die Geräte nur hier einsetzbar sind. Ein schnelles Teleskop benötigt für hohe Vergrösserungen allerdings sehr kurzbrennweitige Okulare, und die sind dann oft recht teuer... (entsprechendes gilt natürlich auch für die langsamen Teleskope, die für kleine Vergrösserungen lange Okularbrennweiten benötigen).


    Die langsamen Teleskope sind darüber hinaus auch oft unkritischer - sie sind meist Justagestabiler, praktisch kaum wählerisch bei den Okularen, optische Probleme bei Spiegeln und Linsen treten weniger stark hervor. Schnelle Telekope hingegen müssen hingegen recht genau justiert werden und sind entsprechend auch anfälliger für Justageänderungen, sehr wählerisch bei den Okularen (die dann oft teuer werden), optische Fehler treten stärker hervor.


    Fausregel:
    ..f6: schnelle Teleskope mit grossem gesichtsfeld
    f8..f10: Universal
    f12.. : langsame Teleskope, "Planetenspezialisten"


    Fotografisch: Für deep sky sind schnelle Teleskope Pflicht, denn andernfalls ergeben sich irre Belichtungszeiten. so f4 bis f6 kann man hier gut nehmen - meist sind aber noch Korektoren nötig, um gute Schärfe bis in den Randbereich zu bekommen. Vergrössert wird hier gar nicht, sondern man arbeitet idR im Primärfukus der Optik, somit hat man einen Abbildungsmasstab. Der lässt sich durchaus noch anpassen: So kann man mit Barlow-Linsen (oder Okular-Projektion etc) die Brennweite der Optik erhöhen (und macht die Optik gleichzeitig langsam), oder mit Telekompressoren die Brennweite verkürzen (und die Geräte schneller machen).


    Faustregel:


    ..f6: gut für DS-Fotografie, mit Barlow auch für kleinere Objekte, mit viel Barlow auch für Planeten
    f6..f10: universal, mit Telekompressor auch für DS, mit Barlow auch Planeten
    f10.. : Planeten... mit viel Telekompressor auch DS möglich.


    Um es aber klar zu sagen: der Einsatz von Telekompressoren und Barlows liefert sicherlich nicht so gute Ergebnisse wie der direkte Einsatz eines guten Teleskopes. Für einige Teleskope gibt es allerdings durchaus angepasste TC oder Barlows, die kosten dann aber auch ein paar Groschen...


    cu - Arndt

  • Hallo Enkidu.



    Belichtungszeitmässig sind alle Teleskope mit gleichem f/x gleich - egal, wie viel Öffnung. (Also ein 6" f/4 braucht die selbe Belichtungszeit wie ein 12" f/4. Ist ja auch logisch, denn die "Fotografische Blende" ist bei beiden Geräten 4)


    Was sich aber ändert, ist der Abbildungsmasstab (Grösse) des Objektes. (Das ist auch logisch: der 6" f/4 hat f=600mm; der 12"er f/4 hat f=1200mm)
    Der Abbildungsmasstab kann nicht verändert werden, weil ja kein Okular benutzt wird. (es sei denn, man benutzt Barlowlinse oder Fokalreducer, oder fotografiert mit Okularprojektion. Dann ist der Abbildungsmasstab "variabel"; man ändert aber auch die Blende bzw. das f/x)



    Soviel zur Fotografie. Visuell ist die Sache eigentlich gleich - wird aber durch die Variable der Okularbrennweite erweitert. Je nach Okularbrennweite ändert sich der Abbildungsmasstab (also die Vergrösserung) und somit auch die Austrittspupille (AP= Teleskopöffnung [mm] / Vergrösserung)


    Das heisst: Wenn Du einen 10" f/4 (254/1016) gegen einen 10" f/6 (254/1524) antreten lässt, dann hat mit selbem Okular (Annahme 32mm) der f/4 eine Vergrösserung von 31x und somit eine AP von 8mm; der f/6 jedoch V=47,6x und AP=5,3mm. Das Bild im f/4 wird also wesentlich heller sein.


    Wenn Du nun aber dem f/6 auch ein Okular für 8mm AP spendierst, also ein 49mm Okular (1524mm / 49mm = 31x ; 254mm / 31x = 8mm) dann werden beide Abbildungen gleich hell sein.
    Der f/4 hat zwar einen grösseren Fangspiegel und darum mehr Obstruktion (Abschattung), das macht sich aber in der Bildhelligkeit nicht gross bemerkbar; es sind nur wenige cm2, die der grössere FS mehr abschattet.
    Wohl aber macht sich das bemerkbar im Kontrast, wenn es um höhere Vergrösserung geht.


    Was beim f/4 eher zum Tragen kommt, ist, dass er weesentlich genauer geschliffen und justiert sein muss, um möglichst nahe an das "theoretische maximum" zu kommen; beim f/6 oder gar f/8 ist das nicht mehr soo wichtig.
    Ab etwa f/8 muss der Spiegel nicht mal mehr parabolisiert werden um "gut" sein zu können; ein nicht parabolisierter f/4 hingegen ist bestenfalls als Grillfläche brauchbar[;)])



    Ich persönlich würde bei Newtons die Abstufung etwa so machen:


    f/4 - f/5 : DS-Fotografie und Widefield visuell(*)
    f/5 - f/6 : Universalteleskop (**)
    f/6 - f/8 : "Klein-DeepSky" (***) und Planeten
    f / &gt;8 : Planetenteleskop (****)



    * manche grosse Dobs werden aufgrund der Grösse "schnell" gestaltet: 12" f/6 wäre kaum mehr transportierbar; f/5 geht längs hinter den Fahrer- oder Beifahrersitz (Rückbank hinten umklappen); f/4 kann man noch auf den hinteren Rücksitz legen.



    ** als "perfektes Universalteleskop" sehe ich aus folgenden Gründen den 8" f/6:
    - Preis/Leistung optimal
    - leicht transportierbar
    - nicht extrem anfällig auf Justierung
    - nicht okularkritisch (Randkorrektur)
    - sowohl &gt;5mm AP (Widefield) als auch &lt;2mm AP (Planeten) gut machbar.
    - relativ schnell ausgekühlt (muss nicht Pyrex sein)
    und; last but not least:
    - lässt zumindest bei visuellem Gebrauch noch etwas Spielraum bei der Wahl der Montierung
    (ein 10"er sollte auf eine EQ-6 oder besser...[xx(])



    *** "DeepSky" das heisst nicht zwingend immer Minimalvergrösserung! Viele kleine GLX'ens und PN's erkennt man am besten bei irgendwo zwischen AP 2...4mm: im Extremfall (z.B. der Kernbereich von M82) auch mal zwischen 1...2mm AP. Das lässt sich bei f/6...f/8 auch ohne speziell lange oder kurze Okulare sehr gut erreichen.



    **** "Planeten", damit meine ich Maximalvergrösserung, also je nach Seeing- und Gerätequalität 1mm AP oder sogar noch weniger...



    Ich hoffe, das hilft Dir, Deine Frage zu beantworten.



    Noch was: Wenn Du wirklich gut fotografieren willst, dann nimm' das Gerät lieber 1...2 Nummern kleiner (dafür etwas edler; z.B. Thema Okularauszug) und die Montierung lieber 1..2 Nummern "besser".


    Schau'Dir mal bei TS die Fotos an, die der Wolfi mit einem seiner 6" f/4 Fotonewtons gemacht hat, auf einer GP-DX.

    Beneidenswert, diese Ausrüstung - besonders, wenn dann der Besitzer noch damit umzugehen weiss. Das ist DS-fotografie auf sehr hohem Niveau - bei sehr guter Transportfreudigkeit der gesamten Ausrüstung.


    Wenn er jetzt auf 8" gehen würde, dann bräuchte er schon eine wesentlich stärkere Montierung (der 8"er ist wesentlich windanfälliger als der 6"er), mehr Gegengewicht, vielleicht ein grösseres Leitrohr. Das alles heisst auch mehr Energiebedarf (Autobatterie). Die 8" Ausrüstung wäre also mehr als eine Nummer weniger Transportfreudig wie die 6"er!

  • Hallo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: enkidu</i>
    <br />
    Einerseits möchte man schnelle Geräte, weil die Lichtstärker sind andererseits gibt es Konstruktionsbedingt auch Geräte (Newton) welche kleine Blendenwerte fordern, damit man auch ohne Gabelstapler arbeiten kann...Also Deep-Sky fordert dann kurze Blendenwerte und Newtons wären dann dafür prädestiniert aber mit den entsprechenden Nachteilen der Bildqualität in den Randbereichen. Ist es möglich die kleinen Kometen an den Bildrändern der Newtons wegzubekommen ?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja, mit sog. Koma Korrektoren geht das, was aber bleibt, sind die recht flach einfallenden Strahlen ins Okular, was nicht jedes Okular verträgt. Man braucht daher bei unter f/5 (ca.) meist spezielle Okularkonstruktionen, als Beispiel seien TeleVue Nagler oder Panoptic, Baader Hyperion oder Pentax XW genannt. Bei größeren Blenden (so ab f/7-8) kann man dann im Gegensatz auch mit günstigeren Konstruktionen wie Plössls oder Orthos arbeiten. Diese enthalten dann auch weniger Glasflächen, was die Gefahr von Reflexen im Okular vermindert.



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    und ist dann ein Schmidt-Cassegrain einfach nur ein Kompromiss zwischen Planeteneinsatz, dem bedingten Einsatz für Deep-Sky und Vorteil der kompakten Bauweise und der besseren Bildqualität der Bildränder?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Exakt so ist es: SCs bieten sehr große Öffnungen und Brennweiten bei trotzdem sehr kompakter Bauweise. Mittels sog. Reducer kann man die Blende dann von f/10 auf f/6,3 oder auch etwas darunter drücken, die optische Qualität des Bildes leidet darunter aber meist. Dafür kann dieselbe Montierung, die mit einem 8 Zoll f/6 Newton vielleicht schon an der Grenze ist, noch locker ein C8 oder vielleicht sogar ein C9,25 stabil tragen.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Ist es nicht möglich durch einen guten CCD die Nachteile der längeren Belichtunszeiten eines f/10 Systems gegenüber einem f/4 System auszugleichen?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Nein, da der Belichtungszeitunterschied ein Faktor 6,25 ((10/4)²) ist, d.h. man müßte beim f/10 Gerät 6,25-mal so lange belichten wie bei f/4, und es gibt auch keinen Chip, der "mal schnell" 6-mal empfindlicher ist. Da die Belichtungszeit bei normalen DeepSkyaufnahmen meist mindestens 1-2h beträgt, müßte man bei f/10 zwischen 6 und 12h belichten, und solange ist die Nacht nicht...[;)]


    Zu den Sachen mit der Öffnung und der Blende wurde ja schon alles gesagt, einen Punkt möchte ich aber noch anfügen:


    Die Grenzgröße eines astronomischen Gerätes, also wie schwach dürfen die Sterne (und nur die Sterne) maximal sein, um sie noch visuell oder fotografisch nachweisen zu können, hängt <b>nicht</b> von der Blende, sondern alleine von der lichtsammelnden Fläche ab.


    Das heißt, das ein 8 Zoll f/4 Gerät (Newton) und ein 8 Zoll f/10 Gerät (Schmidt-Cassegrain) dieselbe stellare Grenzgröße haben (visuell ca. 13,8mag). Zwischen einem 8 Zoll f/4 und einem 12 Zoll f/4 Gerät steigt die Grenzgröße dann um den Faktor ((12/8)² =) 2,25, was fast einer Magnitude (welche einen Faktor von ca. 2,5 darstellt) entspricht.


    Gruß,
    Frank.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: lonestar</i>
    <br />Moooment!


    ...


    Man verwechsle das Öffnungsverhältnis nicht mit der Blende bei der Fotografie, da vergleicht man ja Objektive gleicher Brennweiten mit unterschiedlichen Blendenwerten!


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo,


    genau - vor Allem fand ich schon komisch, dass die ganze Zeit von Blende oder Blendenwert und nicht von Brennweite gesprochen wurde in diesem Thread. Gerade für diejenigen die sich noch nicht so gut auskennen sollte man sich gut überlegen was für eine Sprache gewählt wird. Es wird bei Teleskopen so gut wie nie von "Blende" gesprochen wenn "Brennweite" gemeint ist... Vor Allem weil in "unserem" Kontext eher das hier gemeint ist wenn das Wort Blende benutzt wird:


    "in der Optik eine Vorrichtung zur Begrenzung des Querschnitts von Strahlenbündeln bzw. der Verringerung von Streulicht innerhalb eines optischen Systems..." Quelle: Wikipedia



    "Blendenwert" habe ich als Begriff in der Astronomie eigentlich nicht gehört - oder besser gesagt nicht um die Brennweite eines Teleskops zu nennen. Googelt man nach "Blendenwert", findet man u.A.:


    "Vorrichtung in einem Objektiv zum Einstellen der Lichtmenge. Der Blendenwert wird als Quotient von Brennweite zu effektivem Objektivdurchmesser angegeben (d.h. 1 : Lichtstärke). Auf dem Objektiv angegeben und ein Maß für die Lichtstärke ist immer auch der minimale Blendenwert, d.h. die maximal mögliche Öffnung. Aufgrund des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen wirksamem Durchmesser und durchgelassener Lichtmenge sind auch die Blendenwerte nicht linear abgestuft. Es ergeben sich folgende Werte bei einer Abstufung von einem Blendenwert: 1 - 1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32. Je kleiner der Wert, desto mehr Licht wird durchgelassen. Kleinere oder größereWerte sind in der Praxis nicht üblich."


    Also nochmal vorsicht mit den Begriffen - das kann sehr schnell in die Irre führen - gerade für die Leute hier im Forum die sich noch nicht auskennen und hilfreiche Antworten suchen...


    Greetz & Happy New Year,
    Jacko

  • Hallo Allerseits!


    Zunächst vielen Dank für die Antworten, jetzt ordnen sich die Begriffe wie schnell/langsam, Abbildungsmaßstab (Vergrößerung), Öffnungsverhältnis, Austrittspupille und die Klassifizierung der Öffnungsverhältnisse (..f6, f8..f10, f/12..) in die spezifischen Einsätze und die entsprechenden Auswirkungen auf das Equipment.


    Was mir noch nicht klar ist, wie der Zusammenhang der obigen Begriffe mit dem Gesichtsfeld in Fokalbetrieb oder in der Okularprojektion ist. Das Gesichtsfeld ist ja ein Winkel, der dann ausdrückt, wieviel Grad oder Minuten des Himmels dann tatsächlich mit dem Auge oder dem CCD gesehen werden können. Wieviel Gesichtsfeld dann auf dem CCD abgebildet werden hängt dann von der Spezifikation des CCD ab (z.B. Größe)? Wieviel Bogensekunden dann ein Pixel sind müsste dann rechenbar sein.


    Desweiteren wurde geschrieben, dass der Belichtungszeitunterschied zwischen einem f/10 und einem f/4 sich mit dem Faktor 6,25 ergibt (im Fokalbetrieb). D.h. wenn mann zu gleichen Zeiten beim SC 6,25 mal mehr Licht im CCD Pixel sammeln würde, dann wäre es möglich den Belichtungszeitunterschied zwischen dem Newton f/4 und dem SC f/10 auszugleichen. D.h. die Vergrößerung der Pixelgröße der CCD beim SC um den Faktor 2,5 von z.B. 3uM auf 3uM x 2,5 = 7,5uM würde bewirken, dass zu gleichen Zeiten gleich viel Licht auf ein Pixel fällt wie beim Newton mit einem CCD mit 3uM Pixelgröße (angenommen, wenn beide Systeme auf die gleiche Himmelsregion zielen). Andererseits ist der Abbildungsmaßstab für diesen beschriebenen Fall für Newton und SC fest und die Größe des Objektes auf dem CCD wäre bei f/10 auch Y mal größer als wie beim f/4 (und wieviel?). Um das gleiche Objekt, was bei dem 3uM Pixel CCD und dem Newton dann auf den Chip grad so passen würde, auch komplet auf den SC und dem 7,5uM CCD zu bekommen, müsste dann das CCD beim SC entsprechend dem Faktor Y in der Abmessung größer sein. Ist der Gedanke richtig?


    Gruss Enkidu

  • Hallo Endiku,


    der Astronom spricht vom Öffnungsverhältnis, wo der Fotograf von der Blende spricht (Blende 4 ist also gleichbedeutend mit f/4 usw.).
    So unpraktisch finde ich das nicht. So lassen sich z.B Belichtungszeiten bei Verwendung von Teleobjektiven anhand der Erfahrungen am Teleskop leicht einschätzen.
    Dieses Öffnungsverhältnis definiert die Form des Lichtkegels, den das Objektiv von einem Objektpunkt bildet. Da ist klar, dass bei schnellen Öffnungsverhältnis (z.B.f/4) mit weit geöffnetem Kegel das Okular mehr Probleme bekommt, aus dem Kegel ein exakt paralleles Strahlenbündel zu bilden, was einer exakt punktförmigen Sternabbildung entspricht.
    Daher kommen die hohen Anforderungen an Okulare bei schnellen Öffnungsverhältnissen.


    Dieses Öffnungsverhältnis hat aber nichts mit dem Gesichtsfeld bei der CCD-Fotografie zu tun. Da ist einzig die Brennweite und die Chipgrösse entscheidend bzw. die Brennweite und die Pixelgrösse für die Pixelauflösung.


    Deine Überlegung zum Vergleich f/4 mit f/10 bei gleicher Objektivöffnung ist richtig:
    wenn du beim f/10 2,5-fache Pixel nimmst, wird der Chip 2,5*2,5- mal so gross bei beim f/4-Teleskop und das Gesichtsfeld wird exakt gleich werden. Die 6,25-fache Empfindlichkeit der grossen Pixel macht die 6,25-fache Lichtschwäche des langsamen f/10-Teleskops dann gerade wett und das Ergebnis ist exakt dasselbe.


    Das muss ja auch so sein:
    Durch dieselbe Öffnung wurde dieselbe Anzahl an Photonen aus exakt demselben Himmelsareal in derselben Zeit von den 2 CCD-Chips eingefangen, da kommt dann eben dasselbe Bildsignal heraus.


    Gruss
    Günter

  • Hallo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: enkidu</i>
    <br />
    Was mir noch nicht klar ist, wie der Zusammenhang der obigen Begriffe mit dem Gesichtsfeld in Fokalbetrieb oder in der Okularprojektion ist. Das Gesichtsfeld ist ja ein Winkel, der dann ausdrückt, wieviel Grad oder Minuten des Himmels dann tatsächlich mit dem Auge oder dem CCD gesehen werden können. Wieviel Gesichtsfeld dann auf dem CCD abgebildet werden hängt dann von der Spezifikation des CCD ab (z.B. Größe)? Wieviel Bogensekunden dann ein Pixel sind müsste dann rechenbar sein.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das ist rechenbar und auch gar nicht so schwer:


    Man berechnet aus anderen Gründen sowieso meist auch die Auflösung, also wieviele Bogensekunden sieht ein Pixel der CCD-Kamera. Dafür gibts die folgende Formel:


    <font face="Courier New">
    A(Bogensekunden/Pixel) = 206 * Pixelgröße (µm) / Brennweite (mm)
    </font id="Courier New">


    Zwei Beispiele mit einer gängigen Pixelgröße von 7,4µm:


    8 Zoll Newton f/4:
    A = 1,9 Bogensekunden / Pixel


    8 Zoll SC bei f/10:
    A = 0,76 Bogensekunden / Pixel


    Kennt man jetzt noch die Größe des Chips in Pixel, so kann man leicht das Bildfeld ausrechnen. Jeder Pixel sieht nämlich die Auflösung am Himmel, setzt man daher 720x512 Pixel als Beispiel zusammen, so erhält man die folgenden Bildfelder:


    Newton: 22,8 x 16,2 Bogenminuten
    SC: 9,1 x 6,5 Bogenminuten


    Angemerkt sei, das die meisten Deepsky-Objekte zwischen 10 und 25 Bogenminuten groß sind, am SC wird man also einen Teil nicht mehr auf den Chip bekommen. Es gibt aber natürlich auch kleinere Objekte, welche dann auf dem SC größer herauskommen.


    Ein Punkt ist auch noch das Seeing, eine zu hohe Auflösung bringt nichts mehr, da das Seeing einem dann die Abbildung verhagelt. Gemeinhin wählt man die Auflösung so, das sie dem halben Seeing entspricht. In Deutschland kann man im Durchschnitt mit 2-3 Bogensekunden Seeing rechnen, an guten Plätzen auch mal weniger. Die Lösung mit dem SC würde aber ein Seeing von 1,5 Bogensekunden oder besser voraussetzen, was hier relativ selten erreicht wird. Von daher wäre es besser, das SC auf f/6,3 zu kürzen, um mehr Bildfeld zu bekommen und gleichzeitig eine etwas geringere Auflösung zu fahren.


    Beim Newton ist es gerade umgekehrt, der würde zu grob auflösen und daher die Möglichkeiten des Seeings nicht ganz ausnutzen, da wäre eine etwas längere Brennweite besser.


    Setzt man eine Okularprojektion ein, so gilt die Formel prinzipiell genau gleich, man muß dann nur die verlängerte Brennweite einsetzen. Diese ist bei Okuprojektion vom Abstand des Chips vom Okular und vom Okular selber abhängig. Bei der Planetenfotografie verwendet man sehr häufig extreme Auflösungen (0,2"/Pixel), das geht dann deshalb, weil dabei die Belichtungszeiten sehr kurz sind, was das Seeing z.T. "einfriert". Auch benutzt man nacher nur die besten 20% der aufgenommenen Bilder und trickst damit das Seeing z.T. aus.


    Gruß,
    Frank.

  • Hi Frank!


    Nochmals Danke für deine Mühe und die der anderen Editoren. Die Rechnung mit den Bogensekunden/Pixel kann ich nachvollziehen, aber nicht ganz woher die Zahl 206 herrührt. Wenn es nicht so wichtig ist, kann es noch warten.


    Mittlerweile habe ich auch die Formeln für die Äquivalentbrennweite (Okularprojektion) gefunden bzw. die Brennweitenverlängerung/Brennweitenverkürzung durch Barlow-/Shapely-Linse und somit ist alles gegeben, um das Bild auf dem CCD im Vorfeld mit deiner obigen Gleichung planen zu können, wenn die Ausdehnung der Objekte am Himmel in Bogenmaß gegeben ist. Das diesbezüglich Gesagte bezieht sich aber rein auf die Ausdehnung der Objekte auf dem CCD. Gibt es Möglichkeiten die Belichtungszeiten in Abhängigkeit der CCD Spezifikation zu prognostizieren, wenn wir annehmen, dass die Helligkeiten der Objekte gegeben sind? Denn dann wüsste man, ob eine Nacht für die Belichtung reicht oder auch nicht. Oder einfach ausprobieren?


    Gibts es eigentlich Karten für Süddeutschland bzw. Europa oder auch Weltweit, welche das Seeing graphisch darstellen?


    Wenn das lokale Seeing 2-3 Bogensekunden wäre und ich z.B. den Newton+CCD bzw. SC+CCD auf 1,5"/Pixel konfigurieren würde, würde das dann auch bedeuten, dass das Dreibein und die parallatische Montierung mit Motornachführung den Tubus ebenfalls mit einer Nachführgenauigkeit von kleiner oder gleich +/-(1,5"/2) führen müsste? Denn dann sollten sich die Lichtquanten des (1,5"x1,5") Himmelsareals nicht aus dem Quadrat des CCD Pixels herausbewegen und man könnte dann ein scharfes Bild erwarten.


    Gruss Enkidu

  • Hi Klaus,
    gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Seeing wie es unter der Webseite beschrieben ist (1=poor to 5=excellent) und dem Seeing ausgedrückt in Bogenmaß?
    Gruss Enkidu

  • Hallo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: enkidu</i>
    <br />
    Die Rechnung mit den Bogensekunden/Pixel kann ich nachvollziehen, aber nicht ganz woher die Zahl 206 herrührt. Wenn es nicht so wichtig ist, kann es noch warten.
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    Das ist eine Konstante, die u.a. die Umrechnungen zwischen den verschiedenen Einheiten (µm, mm) beeinhaltet. Die Formel ist als "Handformel", also für den täglichen Gebrauch gedacht und unterliegt auch bestimmten Randbedingungen, z.B. sollten die Pixel im µm-Bereich sein und nicht ein paar Millimeter groß, außerdem sollte sich die Brennweite im normalen Rahmen bewegen [;)].


    Wenn man sich die Formel exakt herleitet (was ich aber gerade auch nicht kann...), dann enthält sie eine Winkelfunktion, stimmt dafür dann aber auch immer...


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Gibt es Möglichkeiten die Belichtungszeiten in Abhängigkeit der CCD Spezifikation zu prognostizieren, wenn wir annehmen, dass die Helligkeiten der Objekte gegeben sind? Denn dann wüsste man, ob eine Nacht für die Belichtung reicht oder auch nicht. Oder einfach ausprobieren?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    "Im Prinzip ja", das heißt, wenn man alle Daten kennt, also das Objekt, die Optik, das lokale Seeing (Aufhellung), die Quanteneffizienz des Chips und den notwendigen bzw. gewünschten Signal-Rauschabstand, dann könnte man das im Voraus berechnen. Ich bin auch ziemlich sicher, das im Bereich Hubble oder auch ESO/Paranal so gearbeitet wird, einfach weil man die Zeit für Testaufnahmen oder "mal probieren" nicht hat.


    Der normale Amateur kennt allerdings sein Equipment und das lokale Seeing, außerdem hat er schon vergleichbare Objekte gemacht und kann daher ziemlich gut abschätzen, wie lange er belichten muß. Man fängt meist mit helleren Objekten (planetarische Nebel, Kugelsternhaufen) an und belichtet dann mal 20-60 Minuten. Je nach Optik führt das bereits zu recht guten Bildern.


    Ab dann ist es einfach eine Rechnung, pro Mag, das das aufzunehmende Objekt weniger hat, muß man 2,5mal so lange belichten. Das heißt, wenn M27 (rund 10mag) mit 20 Minuten bei gleicher Optik sauber "geht", dann muß man M51 (ca. 13mag) theoretisch schon 15mal länger belichten, also über 3h. Wichtig ist hierbei natürlich nicht die Punkthelligkeit, sondern die Flächenhelligkeit, ein heller Zentralstern nutzt einem ja nichts, man will ja das drumrum schön draufhaben.


    Gruß,
    Frank.

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