Fragen zur Abschattung

Hallo Marius,

deine Fragen gehen m.E. schon deutlich über das hinaus, was noch ins Einsteigerforum gehört. So ganz habe ich selber noch nicht begriffen, woher der kontrastmindernde Effekt kommt, aber ich versuche mich trotzdem mal an einer Antwort. Wer es besser weiss, darf mich gerne korrigieren.

1. Die Kontrastminderung liegt wohl an der Verteilung der Lichtintesität. Bei obstruierten Systemen landet mehr Energie in den Nebenmaxima und weniger im Hauptmaximum. Siehe dazu http://www.telescope-optics.net/ Kapitel 5.

2. Der FS ist weit ausserhalb der Schärfeebene. Er liegt noch innerhalb der Brennweite. Darum wird der FS so unscharf abgebildet, dass er normalerweise nicht mehr sichtbar ist. Darum sieht man auch einen feinen Maschendraht nicht, er er sich möglichst nah vor dem Objektiv befindet. Den Kontrast mindert er aber durchaus. Bei kleiner Vergrösserung sieht man tagsüber durchaus eine Abdunklung durch den Fangspiegel, weil dann die Tiefenschärfe durch die kleine Pupille besonders gross ist.

3. Das Auflösungsvermögen hängt nur von Durchmesser der Optik ab, nicht von der Obstruktion.

4. So isses. Für das Lichtsammelvermögen sind die Flächen und nicht der Durchmesser entscheidend.

Ich hoffe die Antworten waren einigermassen richtig und verständlich.

CS Heinz

Hallo Marius,
meines Wissens werden einfallende Lichtstrahlen am FS und den Streben gebeugt,
wodurch die Details unschärfer werden.
20 % Obstuktion ist ausreichend für die Gesichtsfeldausleuchtung bei visueller
Beobachtung und hält den Lichtverlust gering.
Gruß Dirk

Hallo,

Heinz hat mit einigen Punkten recht - u.a. damit, dass das durchaus keine reinen Einsteigerfragen mehr sind.

> 1. Es wird gesagt, dass durch die Abschattung der Kontrast sinkt.

Das ist richtig.

> Wieso, weil eigentlich müsste doch lediglich das Lichtsammelvermögen beeinträchtigt werden, oder?

Nein, das Gesamtsystem "Teleskop" wird durch die Abschattung beeinträchtigt. Die Impulsantwort des Filtersystems "Teleskop" verändert sich durch die Obstruktion, es geht mehr Energie in die Beugungsringe als bei einem idealen unobstruierten System. Nachdem man sich das Gesamtbild als Überlagerung vieler solcher Beugungsfiguren vorstellen kann, wird der Objektkontrast je nach Art des beobachteten Objektes unterschiedlich beeinträchtigt.

> 2. Wenn das Teleskop halb abgedeckt ist, wieso ist das Bild dann einfach dunkler?
> Therotisch müsste das Okulargesichtsfeld doch nur halb ausgefüllt sein.

Es ist nicht einfach dunkler - Kontrast und Auflösung (gemeinerweise winkelabhängig) sinken in diesem Denkmodell ebenfalls. Trotzdem bleibt das gesamte Bildfeld gleichmäßig erleuchtet. Der Grund dafür ist, dass nicht jeweils ein Punkt der Objektivfläche für einen resultierenden Punkt im Okularanblick verantwortlich wäre, sondern jeder Fleck des Objektivs trägt je nach seinen geometrischen Möglichkeiten (Vignettierung) zum Gesamtbild bei.

> 3. Dann müsste doch auch das Auflösungsvermögen sinken?!

Hier wird es gemein - eine zentrale Abschattung erhöht das Auflösungsvermögen für maximale Kontraste (z.B: Doppelsterne). Die Trennschärfe bei mittleren Kontrasten sinkt jedoch.

> 4. Wenn der Fangspiegel 50 mm groß ist, und der Hauptspiegel 200 mm ist die Abschattung 25%.
> Von der Lichtsammelfläche ist das aber doch viel weniger (6,25 %)?!

Das ist korrekt. Wo ist die Frage? [:D]

Ciao,
Roland

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Alhena24</i>
<br />20 % Obstuktion ist ausreichend für die Gesichtsfeldausleuchtung bei visueller Beobachtung und hält den Lichtverlust gering.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">So pauschal kann man dies nicht sagen, da die Bildfeldausleuchtung ja von viel mehr Parametern als der Obstruktion abhängt. Da wären vor allem das Öffnungsverhältnis und der Abstand des FS zur Okularauflagefläche.

(==&gt;)Marius: Eigenlich ist es egal, ob die Obstruktion in % bezogen auf den Durchmesser oder die Fläche angegeben wird, da man beides entsprechend umrechnen kann. Die auf den Durchmesser bezogene Angabe ist halt üblich.
Der FS verdeckt keine Pixel in der Bildebene. Du darfst die Abschattung in der Tubusmitte nicht einfach bis in die Bildebene übertragen. Dort gibt es keinen mittigen Schatten. Die Sache mit der Auflösung und die Abhängigkeit vom Durchmesser ist ähnlich kömpliziert wie der Kontrastverlust durch die Obstruktion. Das ist nicht mehr ganz einfach zu verstehen und man muss Beugungserscheingen, Airyscheiben, Nebenmaxima und so ein Zeugs betrachten [:(]. Darum sagte ich auch, dass die Problematik deutlich über Einsteigerfragen hinaus geht.

Hallo Marius, ich würde es gerne mal vereinfacht beschreiben:

Bei einem 10 Zoll f 5 hast Du mit einem 30mm Okular eine Austrittspupille (AP) von 6mm. Wenn Du Dir die Austrittspupille (am Tag) mal anschaust siehst Du in der Mitte einen dunklen Fleck von 1,2mm (bei einem Fangspiegel von 50mm), das ist der Fangspiegel. Am Tag geht die Pupille nicht so weit auf, da macht sich diese kleine Abschattung beim Durchsehen schon stark bemerkbar. Bei einer Vergrößerung von 100-Fach ist der kleine dunkle Fleck in der AP noch 0,5mm groß, nicht mehr ganz so wild, aber bei der Mondbeobachtung macht soch doch so etwas wie ein Fremdkörper im Feld bemerkbar. Ich vergleiche das immer gerne mit einer Eintagsfliege oder einer Wimper, die man ins Auge bekommen hat, da sieht man (abgesehen davon, daß das Auge tränt)auch nicht mehr so scharf, wenn der Fremdkörper genau vor der Pupille liegt.

Ich weiß, sehr vereinfacht, aber doch anschaulich.

Viele Grüße

Stefan

Hallo Marius,
ich melde mich auch mal, obwohl schon einige wirklich gute antworten dabei waren.
Manchmal ist es nützlich, mehrere antworten zu bekommen, um die vorstellungen in
sich wachsen zu lassen bzw. zu komplettieren.

Antwort zu deiner frage:
&gt; 2. Wenn das Teleskop halb abgedeckt ist, wieso ist das Bild dann einfach dunkler?
&gt; Theoretisch müsste das Okulargesichtsfeld doch nur halb ausgefüllt sein.

Ist es auch, aber nur im bereich der sog. Airy-scheibe beobachtbar. Bekanntermassen
besteht licht aus pulsierenden elektromagnetischen wellen und erzeugt damit prinzip-
bedingt abbildungsunschärfe. Diesen effekt nennt man beugung.

Je grösser die öffnung des objektivs, umso kleiner wird dieser unschärfefleck, in der
optik beugungsscheibchen (Airy-disk) genannt. Wenn du nun das beugungsscheibchen
mit einem hochvergrössernden okular anschaust, insbesondere vor oder hinter der
fokalebene, wirst du erkennen, dass das beugungsscheibchen exakt das abbild deines
spiegelobjektivs ist. So, wie du darin den fangspiegel als blinden fleck erkennst,
so wirst du jetzt die halb abgedeckte öffnung bzw. deine hand sehen.

Das thema "zentrale obstruktion" ist uralt und hat die "gemeinde" in die gruppe der
"lichtbrecher" und in die der "armen männer des spiegelteleskops" (Russel W. Porter:
Poor man´s telescope) aufgespalten.
Das ist aber keineswegs ein glaubenskrieg, sondern hat seinen sinn, denn in dieser
hinsicht (nämlich aus gegebener öffnung das maximum herauszuholen) sind refraktoren
einfach unschlagbar. Fangspiegel und die spinnenstreben sind eben störungen, die das
bild verschlechtern.

Wer einen teuren refraktor kauft, hat eben einen anderen anspruch. Klingt vielleicht
arrogant, aber ich frage dich: würdest DU einen refraktor kaufen, bei dem solche
kratzer und eine fette grube vom schleifen auf der frontfläche deines fraunhofer-
achromaten "übriggeblieben" sind"?

Wenn die kratzer (eines spiegelobjektivs) allerdings so

aussehen, hat sich seit dreihundert jahren offenbar (fast) jeder dran gewöhnt.

Hier kannst du in kurzen worten nachlesen, wie Anton Kutter (der sich NICHT damit
abgefunden hatte, zum glück:-) das thema "zentrale obstruktion" auf den punkt brachte:
http://schiefs.com/schiefs02d.htm

Viele grüsse
Lutz

Hallo

geht mehr Energie in die Beugungsringe? das hat aber nichts mit dem Schatten zu tuen sondern mit der Länge der Beugungskanten.
Zu den Beugungskanten gehört auch die FS-Spinne,
hat der FS 1cm Durchmesser[:D] ist dessen Kante 3,14cm lang
erhöht man den FS-Durchmesser auf 2cm ist die kante 6,28cm lang
also 3,14cm mehr kante die Beugung macht
aber verrückter Weise gehen an den 4 Spinnenstreben jeweils 5mm ab? oh ne Schitt die Streben haben ja zwei Kanten, also doppelt wirksam,
daraus folgt 3,14cm mehr Beugungskante vom doppelt so großem FS minus 4cm beugenden Kanten der Spinne macht -0,86cm mehr Beugungskante
[:0]
also weniger Beugung, mehr Kontrast[xx(]
das kann ja wohl nicht sein[?] ist ganz sicher das Verhältnis Beugungskantenlänge zu freier optischer Fläche entscheidend, also näherungsweise das Verhältnis FS zu unobstruierte Fläche, daraus ergeben sich meist für kleinere Spiegeloptiken mehr Nachteile als für Große

soweit die Theorie, hat man jetzt einen schlecht parabolisierten HS, wird dessen Abweichung meist geringer um so mehr man abschattet, möglicherweise wird der Kontrast besser [:D]

lässt sich also für die Praxis nicht pauschal sagen

Gruß Frank

Hallo Frank,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrankH</i>
<br />Hallo
...das hat aber nichts mit dem Schatten zu tuen sondern mit der Länge der Beugungskanten.
Zu den Beugungskanten gehört auch die FS-Spinne...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

sorry, falscher Irrtum[:D]! Das Streulicht als Folge irgendwelcher Obstruktion ist ganz erheblich von der Fläche des Störobjektes abhänging. Ein dünner Kratzer macht erheblich weniger Streulicht als ein dickerer bei gleicher Länge. Siehe z. B. Abb. 10 in meinem Bericht

http://www.astrotreff.de/topic…OPIC_ID=61210&whichpage=1 gleich

Gruß Kurt

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>
<br />...... Ein dünner Kratzer macht erheblich weniger Streulicht als ein dickerer bei gleicher Länge. Siehe z. B. Abb. 10 in meinem Bericht

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

das es nicht nur an der kantenlänge liegen kann darauf sind wir ja wieter unten noch gestoßen

aber einem Kratzer dessen Fläche Reflektiert mit eier Abschattung vergleichen geht aber auch nicht ganz oder, denn in dem Fall müsste es ja schon besser werden wenn man den Kratzer schwärzt? je nach breite vermutlich, denn 1/4 des Spiegels total zerkratzt oder nicht auspoliert geht gar nicht, abdecken kann man auch noch 80% und wird noch ein für die noch freie Fläche brauchbares Bild sehen

Gruß Frank

Hallo Frank,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...aber einem Kratzer dessen Fläche Reflektiert mit eier Abschattung vergleichen geht aber auch nicht ganz oder, denn in dem Fall müsste es ja schon besser werden wenn man den Kratzer schwärzt? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

probier es doch einfach aus, indem Du die Kratzer
a) durch blanke Dräthe
b) durch mattierte Drähte simulierst

und mach in beiden Fällen eine Streulichtmessung.

Wenn man Kratzer schwärzt dann werden die Störstellen auf der Optik flächenmäßig größer und das merkt man.

Gruß Kurt