Beiträge von darksiteseeker im Thema „Keilprismen und die Atmosphärische Diffraktion“

    Hallo nochmals,



    mir kam die Idee, daß man die UHC-Filter für das Kalibrieren der Keilprismen verwenden kann:


    UHC-Filter bevorzugen ein Band im Blauen und einen kleinen Teil im Roten. Die Filterkurven der Lumicon Deep-Sky, Lumicon UHC, Astronomic UHC und des Baader UHC-S Filter decken genau den Bereich ab mit einem ausgeprägten Anteil im Blau und einem mehr oder weniger ausgeprägten Teil im Rot.


    Normalerweise sehen wir in einem UHC-Filter daher einen blauen Punkt neben einem roten, wenn wir auf einen Stern fokussieren. Dies ist die atmosphärische Diffraktion. Der Abstand hängt dabei von der Horizonthöhe des Sterns ab. Wenn sich beides Zentrieren lässt, ist die atmosphärische Diffraktion korrigiert.


    Das Keilprisma wird dafür so gewählt und der Abstand zwischen Okular und Keilprisma so verändert, daß sich der rote und der blaue Anteil decken. Dies kann man ganz empirisch am Objekt durchführen, ohne sich überlegen zu müssen, welcher Abstand gerade für welche (Gesamt)-Brennweite die passende ist. Auch photografisch müsste sich das leicht realisieren lassen.


    Mit meinem alten Lumicon UHC habe ich das mal an Spika ausprobiert: der kleine rote Punkt wanderte mit Rotation des 1° Keilprismas genau in das Zentrum des im Übrigen blau leuchtenden Stern und verschwand darin, je näher ich der optimalen Position des Keilprismas kam. Es funktioniert also.


    Eine Abstandsveränderung kann man visuell einfach durch Herausziehen und Klemmen des Okulars, oder Verwenden eines Baader-Mikrofokussierers und Klemmen in der passenden Positon bzw. eine Click-Lock-Klemme erreichen. Photographisch wird man eine der variablen T-2 Verlängerungen von TS oder Baader oder einfach einen T2-Konterring verwenden, das müsste gehen.


    Auf diese Art müsste es jetzt möglich sein, unter allen technischen Voraussetzungen und für jede Höhe über dem Horizont die passende Einstellung zu erzielen und bei Bedarf zu kontrollieren.



    Beste Grüße


    Dietmar


    anbei noch der Link zu den Filterkurven der genannten UHC-Filter:


    http://astrosurf.com/buil/filt….htm#Lumicon%20Deep%20Sky

    Hallo Zusammen,


    auch die Profis denken an Korrektoren für die atmosphärischen Diffraktion (Atmospheric Dispersion Corrector) unter Abstandsveränderung von Keilprismen mit festen Ablenkwinkeln zum Fokus. Unter Goncharov et al., Atmospheric dispersion compensation for extremely large telescopes, 2007 wird ein System beschrieben, in dem der Abstand eines Keilprisma zum Fokus lateral verändert wird. Das erzeugte Spektrum wird durch ein nachfolgendes, gegenständiges Keilprisma in dem Masse korrigiert, wie es für den jeweiligen Abstand über dem Horizont erforderlich ist (p.1538: „The amount of dispersion introduced by the ADC is proportional to the axial distance between the two wedges, which makes it possible to match the effect of the ADC to a current value of atmospheric dispersion by moving one of the wedges along the optical axis.“). Hierbei ist das Ziel, den verbleibenden Rest an atmosphärischer Diffraktion im Airy-Scheibchen verschwinden zu lassen.


    http://www.nuigalway.ie/resear…/chrispapers/Paper140.pdf


    Für unsere Zwecke dürfte die Verwendung einzelner Keilprismen ausreichen.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Arnold,


    das ist schon mal eine sehr verdienstvolle Übersicht und gibt bereits etwas Klarheit. Ganz herzlichen Dank für die Arbeit und Deinen Einsatz. Ein paar Punkte stelle ich zur Diskussion:


    Zu: „Verglichen mit einem 1° Prisma muß für ein 0.5° Prisma der Abstand zum Brennpunkt verdoppelt werden, beim 2° Prisma halbiert. Sonst ist die Wirkung gleich.“


    Dies bedeutet also im Sinne unserer oben geführten Diskussion über diesen Aspekt, daß allein die Länge des vom Keilprisma erzeugten Spektrum entscheidend ist und nicht der Winkel, unter dem das Keilprisma sein Spektrum erzeugt. Die Länge des Spektrum verändert sich wiederum mit dem Abstand zum Fokus.


    Zu: „Das sekundäre Spektrum nach der Korrektion ist in jedem Falle vernachlässigbar.“


    Das entspräche genau meiner Beobachtung.



    Zu.“ Die Länge des Spektrums und damit auch der Abstand des Prismas vom Brennpunkt skaliert mit der Brennweite am Ort des Prismas. Wenn also das Prisma hinter einer Barlow eingebaut wird, ist die Brennweite der Kombination Objektiv+Barlow einzusetzen.“


    Das ist eine wichtige Aussage für die Verwendung des Keilprisma am Bino mit einem Glaswegkorrektor, der ja ähnlich wie eine Barlow wirkt. Ich verstehe Deine Aussage in Verbindung mit der in den Werten des Kutter erkennbaren Tendenz bei kleinen Öffnungsverhältnisse so, daß dann z.B. beim 110 / 770mm Apo und einem Glaswegkorrektor mit Faktor 1,7 oder 2,6 eher das Prisma mit 1 ° als das 0,5° Keilprisma zum Einsatz kommen sollte.


    Zu: „Schön wäre ein Prisma, das aus Kron und Flintglas zusammengesetzt ist und das Spektrum korrigiert, ohne die optische Achse zu knicken.“


    Wenn Du da eine konkrete Vorstellung hast, zeichne das doch mal auf. Daß es so etwas nicht gibt, bedeutet ja nicht, daß man es nicht bauen lassen oder aus standardmäßig erhältlichen Komponenten zusammenstellen kann. Es wäre allerdings zu fragen, ob so gegenüber den Resultaten für das einfache Keilprisma hier eine noch beobachtbare Verbesserung zu erwarten ist.


    Weiter oben hattest Du die Coma angesprochen, die bei großen Öffnungsverhältnissen, also kurzer Brennweite und großer Öffnung, zu erwarten ist. Das ist sicher noch ein relevanter Punkt, gerade für Dobsons wie Deinen. Ich kann hierzu aus der Beobachtung mit dem 110 / 770mm Apo folgendes beitragen:


    Ich hatte mir Sirius mit dem 1 ° Keilprisma und dem 2,5 mm Vixen LV bei einer Kulminationshöhe von ca. 25 ° eingestellt. Zusätzlich habe ich ein mittleres Graufilter ND 0,6 also mit 25,11 % Transmission verwendet. Das resultierende Beugungsbild war schulmäßig, d.h. eine Coma nicht zu erkennen. Ich vermute, daß sie bei diesem Öffnungsverhältnis von f7 innerhalb des Airy-Scheibchens liegt. Bei Deinem f 4,5 Dobson kann das schon anders aussehen.


    Könntest Du in Deiner Tabelle noch den Wert der erzielten Coma angeben, damit man erkennen kann, bei welchem Öffnungsverhältnis einem wahrnehmbaren Grad an Coma zu rechnen ist?


    Besten Dank !


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Achim,


    Zu: „Kann ich die Keillinse zum ersten testen hinten in die Okularaufnahme einschrauben? Einsatz ist die Planetenbeobachtung. “


    Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich Dich richtig verstanden habe. Ich hatte die gefassten Keilprismen wie ein Filter auf das Okular geschraubt, wobei die plane Seite des Keils in Richtung Objektiv zeigt. Ich glaube, Du meinst, ob man das Keilprisma auch hinten auf das Okular aufstecken oder dort aufschrauben kann. Das halte ich prinzipiell für möglich, um die Korrektur zu erzielen. Möglicherweise wäre das auch zweckmäßig, um eine einfache Veränderung des Abstands zu realisieren. Das Einblickverhalten dürfte sich aber ändern, da Du ja dann etwas mehr Abstand zur Augenlinse einhalten musst. Bei einem ED bzw LV Okular sollte das kein Problem sein.


    Berichte doch einfach mal, was Du auf diese Weise siehst.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Arnold,


    toll, daß Du Dich der Sache annimmst, Du hast da wesentlich weitergehende Möglichkeiten. Vielleicht ist es Dir möglich, eine parallele Simulation für den 110 /f7 Refraktor zu erstellen, um das bisher aus der Beobachtung Berichtete einordnen zu können. Es ist sicher instruktiv zu sehen, wie sich die Verhältnisse bei Geräten mit unterschiedlicher Größe und Aufbau grundsätzlich ändern.


    Bei Deiner Simulation mit diesem Genauigkeitsgrad kann es möglicherweise relevant sein, daß sich der Brechungsindex der Atmosphäre mit der Höhe verändert, d.h. man müsste den speziellen Brechungsindex für 30 ° über Horizont berücksichtigen
    (siehe z.B. hier: http://books.google.de/books?i…20atmosph%C3%A4re&f=false)


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Kurt,


    Zu: "Die Brechungswinkeldifferenz zwischen blau und rot kann durch keine Abstandsänderung verändert werden."


    Ich denke, da hast Du recht. Was ich gesehen habe, ist die größere Spreizung des Spektrums, die mit der Vergrößerung des Abstandes einhergeht. Was sich bei der Abstandsänderung auch ändert, ist allerdings der Radius der Auslenkung des gesehenen Objekts im Bildfeld.


    Zu: "Im allgemeinen kann diese Summe mit nur einer Platte nicht zu null gemacht werden."


    Ich gehe auch davon aus, daß die Verwendung eines einfachen Keilprismas nicht überall und immer zu einer "Nullung", d.h. einer 100 %-iger Korrektur der atmosphärischen Diffraktion führt. Die tatsächlich erzielte Korrektur ist ja davon abhängig, wie nahe der fixe Winkel des Keilprismas und der bei der jeweiligen Horizonthöhe erforderliche Winkel zum Ausgleich der Atmosphärischen Diffraktion beieinanderliegen oder zufällig sogar genau passen. Es liegt auch am Substrat, wie die beiden Spektren sich einander wirklich entsprechen. Das Keilprisma muß in seinen Brechungseigenschaften ähnlich denen von Luft sein. Beide Substrate - Luft und das verwendete Glas - erzeugen ein gemischtes Spektrum. Die Beobachtung zeigt jedoch, daß die mit den verwendeten Keilprismen erzielte näherungsweise Korrektur bereits ausreicht, um eine signifikante Verbesserung der Beobachtung in Details und Kontrast zu erzielen. Ich hoffe, ich hatte Dich so richtig verstanden.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Arnold, hallo Kurt,


    Zu: "Zu Einstellung der Korrektur kann man übrigens den Abstand des Prismas vom Fokus verstellen, wenn man nicht zwei Drehprismen verwendet. Im Fokus ist es ja wirkungslos, und die Länge des Spektrums wächst linear mit dem Abstand des Prismas vom Fokus."


    Ich habe mir das am künstlichen Stern mit dem 2,5 LV von Vixen bereits angesehen: man kann durch Abstandsänderung sowohl den Radius, in dem das Objekt bei Drehen des Prismas im Feld wandert erweitern, als auch die Spreizung des erzeugten Spektrums verstärken. Es gibt leere 1 1/4 Abstandshülsen, mit denen man einen entsprechenden Abstand erzeugen kann, und die in die Filtergewinde der Okulare eingeschraubt werden oder man nimmt einen Filterhalter bzw. Filterschublade zum Einschrauben. Man kann nach meinem Eindruck so durch Abstand mit dem 0,5° Prisma denselben Effekt wie beim 1 ° Prisma erzeugen bzw. die Zwischenbereiche abdecken. Am Stern unter freiem Himmel habe ich das so noch nicht ausprobiert, da es diesen ja derzeit nicht gibt.


    Hallo Marcus,


    Zu: "...gibt es da ja vielleicht auch fertig montierte Prismen?"


    da ist Basteln angesagt, was ja auch ganz schön ist.


    Beste Grüße


    Dietmar

    Hallo Zusammen,


    wir hatten unter


    http://swissbi.ch/post.asp?met…PIC_ID=109085&FORUM_ID=74


    eine Diskussion, inwieweit Keilprismen geeignet sind, die Wirkung der atmosphärischen Diffraktion aufzuheben und die Beobachtung zu verbessern. Keiner wusste etwas Genaues und Erfahrungen gab es auch noch nicht hierzu. Ich habe mir daraufhin je 2x das 0,5 ° und das 1° Keilprisma von Edmund Optics besorgt mit der VIS-0 Vergütung.


    http://www.edmundoptics.com/on…roduct.cfm?productid=2052


    Gefasst wurden die Prismen in leere Baader Filterfassungen. Leere Filterfassungen gibt es auch bei Teleskop-Express. Im einfachsten Fall kann man dies durch Umwickeln mit doppelseitigem Klebeband tun oder professionell mit speziell gedrehten Distanzringen zum Ausgleich des Unterschieds von 25 mm und 28,5 mm Durchmesser. Die Keilprismen können so einfach vor die Okulare in die Filtergewinde eingeschraubt werden.


    Die Orientierung der Keilprismen erfolgt dabei so, daß – beim Refraktor mit Zenitspiegel – der breite Rand des Keils jeweils zum Betrachter bzw. zum Boden zeigen muß. (Bei einem Newton müsste der breite Teil des Keils wohl auf 15.00 Uhr stehen.) Die Orientierung der Keilprismen wird einfach durch Drehen der Okulare in der Okularaufnahme erreicht.


    Am Himmel kann man dies mit einem Stern bzw. dem beobachteten Planet leicht sicherstellen, da man diesen durch Rotieren der Keilprismen mit dem Okular nur auf „18.00 Uhr“ im Refraktor mit Zenitspiegel (bzw. 15.00 Uhr im Newton) einstellen muß. Das Bild des Objektes rotiert im Bildfeld beim Drehen entsprechend dem Winkel des Keilprismas, d.h. es beschreibt bei 0,5° einen kleinen, bei 1° einen größeren Kreis. Bei der einzustellenden Position stellt man am unscharf eingestellten Objekt sofort fest, daß jeder rot/blaue Farbüberschuss entfällt, sich bei weiterem Drehen jedoch wieder einstellt.


    Beim Bino werden beide Okulare nur einmal entsprechend eingerichtet. Es genügt danach, das Bino insgesamt in der Ringschwalbe oder durch Lockern und Festziehen der Verschraubung so einzustellen, daß die ursprünglich eingestellte Position der Keilprismen gewährleistet ist.


    Bei azimutaler Montierung des Teleskops wie bei einer azimutalen Gabelmontierung entfällt dieses Nachstellen, da die parallele Orientierung der Keile zum Horizont dann immer gewährleistet ist. Bei äquatorialer Montierung muß man immer fortlaufend die Orientierung der Keilprismen bei steigender Horizonthöhe nachstellen. Es genügt jedoch völlig, dies alle 4 – 5 Minuten oder länger zu tun.


    Ein erster Eindruck ergab, daß bei Horizonthöhen unter 40 ° das 1 ° Prisma, bei Horizonthöhen über 40 ° bis jedenfalls 65° das 0,5° Prisma zweckmäßig und effektiv ist. Es genügt, durch die vorgegebene feste Ablenkung der Prismen überhaupt eine Korrektur der atmosphärischen Diffraktion herbeizuführen, eine 100 % -ige Korrektur durch Verwendung zwei gegeneinander rotierender Keilprismen scheint jedenfalls für visuelle Zwecke nicht erforderlich.



    Erste Beobachtungseindrücke:


    Um es vorwegzunehmen: der Unterschied zur Beobachtung mit und ohne Keilprismen ist gewaltig und entscheidend. Ich beziehe mich auf ein ED-Triplett mit 110 mm und ein ED-Triplett mit 130 mm Öffnung.


    Jupiter: Bei Horizonthöhe von jetzt maximal 40 ° ist regelmäßig noch mit äußerstens 80 x zu beobachten, allerdings mit dem wenig zufriedenstellenden Resultat eines weichen, detailarmen flauen Bildes. Meistens sind wir versucht dies auf das „Seeing“ oder die halt doch nicht so gute Optik zu schieben. Weit gefehlt: hier schlägt die atmosphärische Diffraktion zu und zwar wie ! Bei Verwendung des 0,5° Prismas im Vixen LV 5 mm am 110 mm Refraktor konnten spielend 150 x und bei Verwenden eines ED 3,8 Okulars noch 200 x sehr gut verwendet werden. Die Darstellung war detailreich, klar, scharf und von hohem Kontrast. Zufällig konnte ich einen Schattendurchgang eines Mondes beobachten. Dabei trat in dessen Folge eine kleine helle Scheibe vor den Jupiter und zog vor der jetzt ja beginnenden „Phase“ auf der leicht verschatteten Seite durch. Das war der Mond, der den Schatten geworfen hatte! Sowohl Schatten als auch die Scheibe des Mondes vor dem Planet waren knackscharf und beides im Kontrast klar abgehoben und getrennt vor der hellen Scheibe des Jupiter.


    Bei einer weiteren Beobachtung konnte die Vergrößerung im 130 mm Refraktor bis auf 300 x getrieben werden, allerdings bei dann etwas weichem Bild. 250 x wäre wohl das Optimum gewesen. Dabei wurde dabei eine diagonale Verbindung zwischen den südlichen Bändern sichtbar, die mir bislang nicht zugänglich war.


    Es versteht sich, daß bei beiden Beobachtungen Jupiter selbst scharf und ohne jeden farbigen Rand im Okular stand.



    Mond: Der Mond wurde bei einer Horizonthöhe von 65 ° beobachtet. Eine Wirkung der Keilprismen hatte ich nicht erwartet bzw. mit einer farblichen Überkorrektur gerechnet. Beobachtet habe ich mit dem Bino. Was tat sich wirklich? Ich habe noch nie so weiße Kraterränder und Kliffe gesehen. Bei Beobachtung ohne Prismen zeigten diese einen leicht blau/grünen Rand, der mir bislang entgangen war. Die Darstellung wechselte bei Verwendung der Prismen auf eine hochgradig plastische, reliefhafte Qualität, wie ich sie bislang noch nicht kannte (und ich beobachte den Mond nicht erst seit ein paar Jahren). Die Mondränder hatten eine Präsenz, daß man unwillkürlich an geologische Formationen denken musste. Selbst im flach beleuchteten Zentralbereich des Mondes zeigten die Formationen einen greifbar reliefhaften Charakter, der sonst in der flachen Beleuchtung untergeht. Das Ganze wie gesagt bei einer Horizonthöhe von 65° !


    Als vorläufiges Ergebnis daraus kann ich festhalten:


    Die atmosphärische Diffraktion beeinträchtigt unser Beobachtung viel stärker, als wie dies gemeinhin annehmen. Eine Korrektur ist mit einfachen Mittel, nämlich Keilprismen mit festem Ablenkwinkel möglich. Die Korrektur führt zu einer deutlich verbesserten Darstellung. Einen Effekt wird man erst ab einer Vergrößerung von 80 x aufwärts feststellen, wobei es auf den Durchmesser des Objektives / Spiegel und damit seine Auflösung ankommt. Je größer das Objektiv / der Spiegel ist, um so mehr wird man den Effekt der Korrektur bei mittleren und hohen Vergrößerungen nutzen können. Die Grenze liegt dann bei dem, was das Seeing tatsächlich zulässt, und das ist weit mehr als wir glauben.


    Ich sehe eine Verwendung auch in der Sonnenbeobachtung bei niedrigen und mittleren Höhen, z.B. zur Beobachtung der Granulation. Ich schließe nicht aus, daß sogar bei kleinen Deep-Sky Objekten und Verwendung mittlerer und hoher Vergrößerungen der Kontrast und die Durchzeichnung verbessert werden kann wie z.B. bei planetarischen Nebeln.


    Bei Verwendung von Farbkameras oder Video kann mit einer besseren Wiedergabe gerechnet werden. Ob die Genauigkeit eines RGB-Abgleichs immer erreicht werden kann, ist zweifelhaft, er ist zum Erzielen zufriedenstellender Ergebnisse auch wohl nicht immer erforderlich. An die photographische Verwertung mögen sich die Sternfreunde mit dem entsprechenden Know How und Gerät machen.


    Nach meinem Eindruck ist die Verwendung von Keilprismen in den Niederlanden und in Frankreich bei Amateurastronomen weithin bekannt und wird dort regelmäßig praktiziert. Dies in der Form der gegeneinander rotierbaren Keilprismen – sogenannten Risley Prismen. Unter astrosurf.com finden sich entsprechende Nachweise unter correcteur de dispersion atmospherique mit Bildbelegen aus den vergangenen Jahren. Im englischen Umfeld finden sich nur erstaunlich wenige Erläuterungen unter der Bezeichnung wedge prism.


    Zusammengefasst erscheint mir eine Beobachtung von Planeten ohne Keilprisma grundsätzlich nicht mehr sinnvoll. Die bevorstehende tiefe Mars-Opposition gibt hier ein gutes Feld zum Erproben. Weitere Beobachtungsfelder zum Einsatz von Keilprismen liegen nahe.


    Beste Grüße


    Dietmar