Beiträge von TGM im Thema „D. Roths Abneigung gegenü. obstruierten Systemen“

TGM · 30. April 2013

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert
[
Wellenoptisch gesehen ist das Beugungsbild die Faltung der einfallenden unendlich ausgedehnten flachen Wellenfront mit der Abschattung des Objektivs. Das Objektiv kann dabei eine beliebige Form haben. (rund, eckig, kariert, geblümt) Wichtig ist nur, dass es eine Funktion A(r,phi) gibt, die an jeder Stelle des Objektivs beschreibt, wieviel von der einfallenden Welle absorbiert wird oder nicht. (Die Funktion ist auf 0 bis 1 normiert.) Dann müssen 2 Integrale gelöst werden, was heute sicher mit Mathematica leicht geht und man hat die Intensitätsverteilung in der Fokalebene.

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

Hallo Gert,

ich denke dies ist etwas missverständlich und es geht auch einfacher. Das Beugungsbild erhält man durch die zweidimensionale Fouriertransformation der Öffnung, bwz. man muss um die Intensität zu erhalten das Resultat dann noch quadrieren. Für die Fouriertransformation gibt es frei zugänglich eine ganze Reihe Tools, z.B. hier.

http://escher.epfl.ch/fft/

Mit diesem Applet kann man im advance mode das Beugunsbild beliebiger Öffnungen simulieren, hier ein Beispiel für ein stark obstruiertes System, links die Öffnung, rechts die Fouriertransformierte. Man sieht hier bereits ganz klar wie stark der erste Beugungsring ist.

Wenn man mit einem Grafikprogramm die Eintrittsöffnung auch inklusive Streben zeichnet, bekommt man entsprechend Spikes und kann sich auch ein Bild davon machen, welchen Einfluss die Form und Dicke der Streben hat.

beste Grüße

Thomas

p.s.

Gert,

ich hatte deinen interessanten Hinweis auf die Eingangsblende ('Starshade') für ein Teleskope übersehen. Dies ist in der Tat etwas sehr exotisches. Wenn ich beim schnelle Überfliegen nichts übersehen habe, ist die Idee einen Exoplanten sichtbar zu machen, in dem man das direkte Sternlicht durch die geeignete geformte Eingangsmaske aus der Achse 'weg beugt'. Die 12 m große Maske muss allerdings im Weltraum schweben, 50000 km vor Öffnung eines Großteleskops...

TGM · 27. April 2013

Hallo zusammen,

für die aus heutiger Sicht wohl überzogene Abneigung gegen obstruierten Systeme und die Faustformel, dass ein obstruiertes Gerät etwa die doppelt Öffnung haben sollte, gibt es glaube ich eine einfache Begründung, die allerdings nur für stark obstruierte Systeme (Cassegrain) zutrifft. Die Auflösung wird üblicherweise durch die Lage des ersten Beugungsminimuns definiert, die Intensität des ersten Beugungsringes ( siehe z. B. Wiki Beugung http://de.wikipedia.org/wiki/Beugung_%28Physik%29, Beugungsunschäfe die Abbildung a) wird vernachlässigt.

Bei stark obstruierten Systemen findet die Beugung praktisch an einer Ringöffnung statt, ein großer Teil der Intensität wandert in den ersten Beugungsring, so dass das gesamte Beugungscheibchen etwa den doppelten Durchmesser hat.

Für nur gering obstruierte Newtons trifft dies nicht zu, und in dem Buch von Günther D. Roth steht ja auch dass die "Bilddefinition eines Instrumentes - je nach Größe der Obstruktion auf ungefähr 50% des Wertes fallen kann, den die gegebene Spiegelöffnung eigentlich bringen müsste."

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: stefan-h

Hi Thomas,

wenn du dir die Kurven einer MTF anschaust z.B. hier - klick mcih) und einen Verleich keine Obstruktion - kleine und große Obstruktion ansiest dann erklärt sich das. Wenn du die Simulationen von Kurt anschaust, tritt bei obstruierten Systemen im unteren Verlauf der MTF Kurve eine Überhöhung auf.

Ich hatte letzthin auf einer Seite dazu die Erklärung gefunden und da wurde das so beschrieben- das dieser Effekt sich mehr bei starken Kontrasten auswirkt, bei schwachen Kontrasten dagegen weniger. Hängt mit dem Verlauf der Ortsfrequenz zusammen, also der waagrechten Achse bei der Darstellung der MTF.

Das war die Erklärung, weshalb ein Refraktor an den kontrastschwachen Planeten das etwas bessere Bild zeigt als ein (von der Öffnung her) vergleichbares obstruiertes Teleskop. Am Mond dagegen fällt dieser Unterschied nicht mehr auf.

Gruß
Stefan

Vielleicht liest Kurt ja mit, der könnte es wohl besser beschreiben.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Hallo Stefan,

ich denke es hängt nicht von dem Kontrast der Details (hoher Kontrast Mond oder schwacher Kontrast/Planeten) sondern der Größe der Details ab. Ein stark obstruiertes System wie ein Cassegrain zeigt bei niedrigen Ortsfrequenzen aus den o.g. Gründen einen geringen Konstrast, das Bild wirkt für die Größe der Optik flau, bei sehr hohen Ortsfrequenzen ist der Kontrast erstaunlicherweise sogar minimal höher als bei einem nicht obstruierten System. Dies liegt daran, dass der Durchmesser des ersten, zentralen Beugungsmaximums bei starker Obstruktion etwas kleiner wird. Im Grunde scheint mir diese Erhöhung des Kontrastes eine Form von Artefakt, denn bei der Beobachtung wird man sie nicht nutzen können, denn sie taucht nur bei periodischen Strukturen wie sie den MFT zu Grunde liegen auf.

beste Grüße

Thomas

TGM · 25. April 2013

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: stefan-h
 
Die Obstruktion mindert zwar die Kontrastübertragung gerade bei kontrastarmen Details, bei kontraststärkeren Details wie bei Mondbeobachtungen erhöht sich hier der Wert durch Obstruktion sogar.

Hallo Stefan,

wieso wird denn der Kontrast bei 'kontraststärkeren' Details durch Obstruktion erhöht?

Gruß

Thomas