Focault-Test mit Webcam

Ahoi Stoffie,

natürlich ist es möglich, statt des eigenen Auges auch eine Webcam hinter der Schneide zu plazieren.

Die Webcam sollte fein positionierbar und stabil montiert sein.

Die Aufnahmen sehen dann etwa so aus, wie diese hier, welche Roland mit seiner kleinen Vidoecam aufgenommen hat.

Blätter mal durch ältere Beiträge hier im Optikboard ... es finden sich noch einige solcher Aufnahmen. Wie das geht, steht hier.

Viele Gruesse

Hallo Stoffie,
folgendes ist zu beachten;
die Brennweite des Webcam-Objektives ist zu gering. Damit wird das Bild des Spiegels auf dem Bildschirm zu klein.
Abhilfe:
1.Ersatz des Webcam- Objektives durch ein Foto- Objektiv oder einen kleinen Achromaten Brennweite 20- 30 mm. Ich habe dazu eine Linse in den Webcam- Adapter eingebaut.
2. Webcam unverändert lassen und einen kleines Fernrohr vor die Webcam setzen, Vergrößerung ca. 3- 6x. Dazu ist wahrscheinlich auch ein kleiner preiswerter Feldstecher geeignet. Wichtig ist noch, dass alle Linsen möglichst sauber sind, weil Staub und Kratzer Fehler (Artefakte) vortäuschen.Das gelingt nie perfekt. Im Zweifelfalle kann man durch Verdrehung des Spiegels und/oder geringe radiale Positionänderung der Webcam die Artefakte als solche erkennen. Hier einige Beispiel- Bilder von Foucault- Aufnahmen mit Webcam:

1. 16“ f/4,8 in Kompensation bei „Durchzug“ im Labor , d. h. Luftschlieren
2. der selbe Spiegel nach Beruhigung der Luft. Die erhabene Zone, der kleine zentrale Berg werden wird sehr deutlich sichtbar sowie eine hochgezogener Randbereich mir schwach abgesungener Kante werden deutlich sichtbar. Durch Schnittweiten- Differenzmessung könnte man diese Fehler quantifizieren.
3. Foucault- Schnittweitenmessung ohne Kompensation. Dazu wird der Kontrast mit Hilfe Verstärkung, Helligkeit und Belichtungszeit auf extrem hoch eingestellt. Markierung der Zonen mittels Pinsticks. Hier im Beispiel ist die axiale Position der Schneide auf die Pinsticks 2 eingestellt.
Viel Erfolg bei der Anwendung der Webcam!
Gruß Kurt

Hallo Stoffie,

inzwischen gibt es sogar Ansätze ganze Testreihen von Foucault-Bildern automatisch vom Computer auswerten zu lassen. Michael Peck beschreibt auf seiner Homepage eine mögliche Vorgehensweise:
http://pw1.netcom.com/~mpeck1/astro/autof/autof.htm

Happy testing, Heiner

Hallo Heiner,
hochinteressanter Link. Das MUSS ich noch im Detail nachlesen. Jedenfalls haben wohl einige Leute mehr gemerkt, dass man mit der guten alten Messerschneide kombiniert mit CCD und Software richtig präzise messen kann[^]
Gruß Kurt

Hallo Kurt,

auf der amerikanieschen ATM-Mailinglist lief vor ein paar Tagen
ein echt interessanter Thread zum vollautomatischen Foucaut-Test.
Die stellen eine Messerschneide auf den Schrittmotor eines alten
Diskettenlaufwerks und lassen den Computer selbstständig Testreihen
aufnehmen und auswerten. Scheint alles noch nicht ganz hundertptozentig
zu funktionieren aber kommt Zeit kommt Rat...

Na, ich gönne mir - bevor es das auch nicht mehr gibt - schnell noch etwas
altmodischen Spass und schiele an meiner Messerschneide vorbei

Ciao, Heiner

Nachtrag zu meinem vorherigen Posting:
Leider ist der Thread im ATM-Mailinglisten-Archiv noch nicht vorrätig,
aber man findet ihn schon bei GeoCrawler. Einfach bei Google nach
dem Begriff "Robo-Foucault" suchen und bei den ersten Ergebnissen
nachsehen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Na, ich gönne mir - bevor es das auch nicht mehr gibt - schnell noch etwas
altmodischen Spass und schiele an meiner Messerschneide vorbei
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Heiner,
Die Zeit der tränenden Augen ist bei mir seit dem ich Laptop und Webcam besitze vorbei. Klar ich peile auch erst einmal direkt mit dem Auge. Einer meiner Kumpel der Dirk van Uden poliert gerade seinen ersten Spiegel 10" f/5,6. Er hat sich bisher noch nicht einmal zum Peilen hingesetzt, sondern "webcamt" nur. Der Kerl kommt trotzdem gut voran. Ein anderer hatte vor zwei Jahren einen gleichartigen Spiegel als Erstlingswerk ganz konventionell korrigiert und geprüft mit "besser geht nicht" Ergenis lt. Startest am Himmel.

Die neuen Ideen sollte man kritisch unter die Lupe nehmen. Da ist auch sehr oft reiner Spieltrieb aus Freude an der Messtechnik dabei. Einsteiger die vornehmlich ihren Spiegel zum Einsatz im Teleskop bauen, sollten sich durch solche Meldungen nicht verunsichern lassen.
Gruß Kurt

Das Problem mit dem zu kleinen Abbildungsmassstab durch das Webcam-Objektiv...

...ist keines mehr, wenn man das Objektiv einfach entfernt, und den "nackten" CCD-Chip beleuchtet! Man erhält trotzdem ein scharfes Bild des Spiegels. Und kann die Bildgröße frei wählen.

Ich hatte das gleiche Problem neulich bei einem f/5-Spiegel. Er war mit der Webcam einfach viel zu klein abgebildet. Außerdem sah die Cam nicht nur die Oberflächenfehler des Spiegels, sondern vor allem die Fehler des Webcam-Objektivs. Konnte ich durch Drehen des Objektivs verifizieren. Schlussfolgerung: Das Objektiv muss weg! Dann habe ich mir folgendes überlegt. Das Pinhole wird durch den Spiegel wieder in einen Punkt abgebildet, nämlich da, wo die Schneide sitzt. Wenn man das Objektiv entfernt, sieht der CCD-Chip alle Strahlen von eben diesem Punkt kommend. Zur Verdeutlichung: Es ist dasselbe, als ob man an der Position der Schneide eine kleine Lochblende anbrächte, durch die die Strahlen gefädelt werden, und sie dann irgendwo weiter hinten auffängt. Das ist das Prinzip einer Lochkamera.

Nun zum Abbildungsmassstab. Die Lochkamera bildet im Prinzip immer scharf ab, egal, wie weit man die Mattscheibe (bzw. CCD) auf der abgebildet wird, vom Loch entfernt. Das Bild wird allerdings größer, je größer der Abstand ist (Strahlensatz). Man kann also die Größe der Abbildung bequem einstellen, indem man den Abstand Schneide-Webcam variiert. Außerdem hat man nun keine zusätzlichen Fehler mehr durch das (grottenschlechte) Webcam-Objektiv.

Soviel zu (meiner eigenen) Theorie. Ein kurzer Praxistest hat jedenfalls funktioniert. Möglich allerdings, dass das Bild nun seitenverkehrt auf dem Monitor erscheint, das hab ich noch nicht gecheckt.

Reflektive Grüße

Albrecht

Hallo Kurt,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Zeit der tränenden Augen ist bei mir seit dem ich Laptop und Webcam besitze vorbei.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nein, meine Schlussbemerkung war natürlich nicht so ernst gemeint. Mit der Kamera kann man ganz einfach genauer messen. Bei mir persönlich kommt noch hinzu, dass ich offenbar objektiver werde, wenn ich mir die Bilder mehrfach am Monitor ansehe. Trotzdem hat die visuelle Methode für mich als Anfänger einen ganz besonderen Reiz. Höhenunterschiede von wenigen zehn Nanometern sichtbar machen, kurz mit dem Daumen auf den Spiegel drücken und es entsteht ein Berg, Luftverwirbelungen wenn die Freundin reinkommt - ich bin Programmierer, da braucht man sowas ab und zu

Ciao, Heiner

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Albrecht</i>
<br />Das Problem mit dem zu kleinen Abbildungsmassstab durch das Webcam-Objektiv...

...ist keines mehr, wenn man das Objektiv einfach entfernt, und den "nackten" CCD-Chip beleuchtet! Man erhält trotzdem ein scharfes Bild des Spiegels. Und kann die Bildgröße frei wählen....

Reflektive Grüße

Albrecht
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Albrecht,
erst einmasl willkommen im Board, falls noch nicht geschehen[:D]
Es ist durchaus möglich, dass wir mit unseren Zusatzoptiken/Objektiven nach dem Motto arbeiten: " Warum denn einfach, wenn´s den auch kompliziert geht!" Ich hätte selber nicht gedacht, dass ich darauf hereinfalle[:I]. Bisher war ich immer ganz stolz darauf, wenn ich ein technisches Problem nach dem Prinzip der guten Teile lösen konnte. Gute Teile, dass sind solche, die man ohne Nachteil weglassen kann. Jedenfalls hast Du mein Experimentierprogramm für den heutigen Tag geschmissen. Werde gleich aufbauen, ausprobieren und natürlich hier berichten.[:p] Falls das so wie Du sagts funktionieren sollte, kriegst Du eine "Abmahnung" wegen mutwilliger Vereinfachung[:D].
Gruß Kurt

Hallo Alöbrecht -
geniale Idee von Dir

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Soviel zu (meiner eigenen) Theorie. Ein kurzer Praxistest hat jedenfalls funktioniert. Möglich allerdings, dass das Bild nun seitenverkehrt auf dem Monitor erscheint, das hab ich noch nicht gecheckt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Auch das braucht man nicht zu befürchten, denn eine Lochblende IST gleich einem Objektiv. Strahlensatz....

Das Objektiv ist eben in der Lage, Strahlen, die nicht durch das Loch kommen, auch auf den Chip zu bringen. Aber da sind ja keine abseits der Achse, wenn das Objektiv im Brennpunkt (Bildpunkt der Punktlichquelle) liegt. Zeichne Dir das mal auf und du siehst was ich meine [8D]
So werd ich das auf jedenfalls machen.

Gruß

ullrich

Hallo Freunde,
egal was euch Papier und Bleistift sagen zur objekivlosen Webcam und Foucault- Messung sagen. Ich sag im Prinzip ja, aber schaut Euch mal die Beispiele an:
Lichtquelle LED blau mit künstlichem Stern ca. 0,1 mm Durchmesser (Ich weiß , viel zu groß aber sonst wird es zu dunkel für Webcams. Ja dann nimmt man Spalt, hab ich aber gerade keinen.)

Testobjekt ist ein 8“ f/7,5 Parabol (Strehl mindestens 5 Neuner- Qualität, ohne Belag und Beleg[8D].)
Bild 1 ohne Schneide ohne Objektiv. Der Rand ist total unscharf und andeutungsweise sieht man Interferenzringe.

Bild 2 wie 1. aber mit Schneide. Wie soll man wegen der jetzt verstärkt sichtbaren Interferenzringe am Rande präzise Zonenmessungen machen?

Bild 3 Mit einfacher Plako- Linse f= 40 mm als Kameraobjektiv, ohne Schneide. Rand eindeutig schärfer!

Bild 4 Wie 3. aber mit Schneide. Das ist so wie klein- Kurtchen Foucault gelernt hat. Die Flecken etwas unterhalb der Mitte stammen eindeutig von der Linse.

Uff, Tagespensum geschafft[xx(]
Gruß Kurt

Hallo Kurt, hallo Ullrich,

tja, das ist der Unterschied zwischen Theorie und Praxis [B)]. Ich habe auch nochmal genauer hingeguckt und sehe die gleichen Probleme wie Du, Kurt: unscharfer Rand und Interferenzringe. Die Ringe hatte ich allerdings auch bei der Anordnung Webcam+Objektiv, nur nicht so stark. Hat jemand eine Idee, warum die bei der objektivlosen Anordnung so viel stärker hervortreten? Sie müssen offensichtlich vom Pinhole stammen, mir fällt sonst keine Apertur im Strahlengang ein, die solch schöne Ringlein produzieren könnte. Am Pinhole selbst wird ja aber nix geändert. Und warum ist der Rand so unscharf? Kann es sein, dass die Apertur des Spiegels selbst eine Rolle spielt? Grübel.

Jetzt stell ich mal eine Hypothese auf. Ich kann sie nicht sofort in praxi testen, weil mein Testaufbau wieder mal desintegriert werden musste [:D], kann also total danebenliegen.

Also: Ich vermute, dass die Schweinerei mit dem Rand und den Ringlein nicht prinzipiell davon abhängt, ob man eine Glaslinse oder ein "virtuelle" Linse in Form einer Lochblende bzw. eines engen Crossovers (sagt man so?) bei der Schneide nutzt. Eher von der Position des abbildenden, äh, Dingens relativ zur Schneide. Denn das ist der für mich einzig erkennbare Unterschied im Aufbau: Die Glaslinse sitzt deutlich HINTER der Schneide, während im anderen Fall der Crossover an der Schneide die Abbildung liefert. Ich vermute, könnte man die Glaslinse direkt an die Position des Crossovers setzen, wären die Abbildungen mit und ohne Linse gleich. Den Foucault-Test kann man dann natürlich vergessen, weil die Schneide keinen Platz mehr hat. Aber einen Versuch ohne Schneide wär's wert [:)].

Weiterspekuliert: Eine mittelmäßige Glaslinse am Crossover macht vermutlich höllische Bildfehler, weil der Strahlquerschnit dort so winzig ist und jede, aber auch jede Unregelmäßigkeit der Linse aufdeckt. Eine echt gute Sonde. Vielleicht ist das auch der Grund, weshalb mein Webcam-Objektiv so viele sichtbare Zonen mitbringt: Ich musste mit dem Objektiv fast ganz an die Schneide ran, damit der Spiegel vom Pinhole ganz ausgeleuchtet wurde. Mit Deinem 40mm-Objektiv bist Du, Kurt, wahrscheinlich ein ganzes Stück weg davon. Oder nicht?

Gespannt auf Eure Meinung,

glasige Grüße, Albrecht

Hallo Albrecht,
bitte nicht enttäuscht sein, eine schlüssige theoretische Erklärung kann ich leider auch nicht liefern. Das ganze hat höchstwahrscheinlich etwas mit Fourier- Optik zu tun, kenne ich nur ganz wenig von. Mir reicht in solchen Fällen der Trost, dass die Physik sich nicht soo schnell ändert, so dass ich Zeit habe irgendwann einmal über Sonderfälle nachzudenken[:D] Meist hinden mich daran. praktische Probleme.
Gruß Kurt