Beiträge von Rohr im Thema „Optische Theorie“

Hallo Roland,

Dir graust es vor gar nix!

Ein Planspiegel iss so ziemlich das ekelhafteste, was ich mir
vorstellen kann, zu polieren.
1. Weil er zu Prüfzwecken benutzt wird, muß er homogen sein.
Die Fläche darf zwar einen Radius so um die 100 km haben,
aber er sollte möglichst keine Zonen haben - die würdest
Du nämlich wieder bei der Prüfung anderer Optiken finden.
2. Er sollte extrem glatt sein, weil Du damit auch noch eine
Aussage über die Glätte anderer Flächen treffen willst.

Es geht also nicht nur um den Foucault-Test und den Interfero-
metertest sondern auch noch um den Rauhigkeits-Test. Und alle
Tests verlangen eine hohe Planspiegelgenauigkeit und Flächen-
güte.

Deshalb wird die Fläche eher abgezogen und bei Feinoptikern
immer von oben poliert, das geht bei denen sowieso nicht
anders. Der Polierer sollte daher möglichst leicht sein.
Der Alois Ortner weiß sehr viel darüber, der hat 40 Jahre
Erfahrung als Feinoptiker-Meister aus der Industrie.

Erst mal herzliche Grüße!

Wolfgang Rohr

Hallo Boardmaster: Wie krieg ich denn mein Logo in das
"Posting" ?

Wolfgang Rohr

Matthias,

In dieser Meßanordnung hast Du recht!
Natürlich gibt es trotzdem eine Möglichkeit, einen Planspiegel gegen
einen Kugelspiegel zu prüfen, auch gegen einen Kugelspiegel der
kleiner wie der Planspiegel ist. In Amateuer Making Teleskop Band III
wird dieses Verfahren beschrieben, wie es Ronchi verwendet hat:

Man prüft den Kugelspiegel, wie sonst auch aus dem Krümmungs-
mittelpunkt - benutzt aber den Planspiegel gewissermaßen als
Umlenk-Spiegel, wie bei einem Newton-System den Fangspiegel.
Für diese Prüfanordnung geht dann das Licht 2 x über den Planspiegel
der auf diese Art doppelt so genau geprüft wird. Auf diese Art habe
ich meinen eigenen Prüf-Plan-Spiegel 400 mm Durchmesser gegen
einen 200 mm Durchmesser Kugelspiegel geprüft. Der Kugelspiegel
sollte dann jedoch sehr exakt sein bwz. mindestens L/10 PV wave und
besser sein, was in meinem Fall ja ganz wichtig ist.

Auch die Rauhheit meines eigenen Ploanspiegels habe ich auf diese
Art gegen einen 300-er Kugelspiegel von Lichtenknecker geprüft, weil
ich wissen wollte, wieviel Rauhheit mein eigener Planspiegel beim
Test ins Spiel bringt. Und weil mein Planspiegel extrem glatt ist, war
ich anschließend beruhigt.

Aus diese Art also läßt sich eine Planfläche gegen eine Kugel prüfen.

Seid alle gegrüßt!

Wolfgang Rohr

Wolfgang Rohr

Lieber Matthias,

Kugelspiegel gegen Planspiegel prüfen geht nicht!
Warum?

Nun den Kugelspiegel hast Du ja aus dem Krümmungs-Mittelpunkt
heraus geprüft. Das Licht des künstlichen Sterns sitzt im
Mittelpunkt der Kugel(-Spiegel) und wird aus geometrischen
Gründen dorthin wieder in sich zurück-reflektiert.

Am Himmel ist das anders. Da kommt ein paralleles Lichtbildes
an, also kein konisches oder divergierendes Lichtbündel wie beim
Kugelspiegel. Deshalb wird es von der Parabel im Fokus oder
Brennpunkt vereinigt mit hoher Genauigkeit und nur noch mit dem
halben Radius der Krümmung oder eben dem Fokus. Wenn Du nun
Sphäre gegen Planspiegel prüfen würdest, hättest Du die typische
Abweichung der Kugel von der Parabel, diesmal aber umgekehrt.
Erst wenn Du anfängst, die Kugel in der Mitte tiefer zu legen,
wird das bei perfekter Parabel ein sogenannter Null-Test:

Ronchi-Linien sind exakt gerade, wie am Himmel,
Interferenz-Linien ebenfalls.

Fazit: nur mit einer Parabel könntest Du eine Planfläche prüfen,
aber die Parabel müßte doppelt so gut sein, wie die Planfläche,
weil das Licht 2x über die Parabel geht. (Der Planspiegel hat
natürlich eine Bohrung in der Mitte) Auf meiner Website gibt
es Bilder von dieser Meßanordnung.

Es spielen alle Gesetze der geometrischen Optik eine Rolle.

Ich hoffe es ausführlich erklärt zu haben.

Herzliche Grüße!

Wolfgang

Natürlich wäre es denkbar, ein Optik-Kompendium aufzumachen,
da müßte mindestens der Birkmeier mit dem Thema "optische
Qualität" rein, vom Wolfgang Strickling gibt es was, und wer
Französisch kann, sollte den Link auf meiner Homepage dorthin
benutzen. Vielleicht kriegen wir ja auf die Weise Kunden,
daß man sich angewöhnt, bestimmte Fragen einfach hier nachzu-
schaun.

Mit der Systematik komm ich noch nicht so zurecht. Eine prima
Einrichtung bei astronomie.de war, daß man die Antworten als
email geschickt bekam. Auch an die Verzweigung über die Bilder
oben mit nachfolgender Themen-Übersicht hatte ich mich ebenfalls
gut gewöhnt.

Wolfgang Rohr

Hallo Hannes,

warum solltest Du meine "Weisheiten" nicht verwenden dürfen auf Deinen
Seiten. Es sind immer wieder die alten Fragen, die ich zu bestimmten
Themen gestellt bekomme. Nachdem ich damit fast jeden Tag zu tun habe,
sind entsprechend "praktisch" eingefärbt. Daher die Beantwortung einer
nicht gestellten Frage:

Wie prüft man überhaupt sinnvoll Fernrohre?

1. Durch die weit entfernten Objekte "Sterne" kommen die Lichtstrahlen
exakt parallel zu uns. Und werden vom Teleskop im Brennpunkt gesammelt
Am exaktesten trifft dies beim Newton-Parabol-Spiegel zu. Jedoch nur
auf der optischen Achse. Im Feld hat besonders ab f/4 der Spiegel
erhebliche Koma, also eine Verzeichnung der runden Sternscheibchen
in Richtung Komet = Kern+Schweif oder einfach Koma genannt. Planeten-
Beobachter stört das nicht - aber die Astro-Fotografen, weil die
auch eine exakte Auflösung im Feld wollen, jedoch brauchen die insgesamt keine so hohe Genauigkeit, wie die Planeten-Jäger.

2. Um diese Situation mit dem parallel Lichtbündel zu simulieren, setzt man im Fokus des Fernrohres den 0.01 mm künstlichen Stern,
schickt ihn das das optische System in umgekehrter Richtung, dann auf
einen mindestens L/10 PV Wellenfront genauen Planspiegel, und der
sagt: Zurück Marsch, Marsch! Also nocheinmal durchs optische System
hindurch. Heraus kommt eine doppelte Genauigkeit bei allen Messungen.
Diese Testanordnung nennt man Autokollimation, und den Lichtweg
double pass!

03. Wie das Hubble-Beispiel lehrt, kann man jedoch Optiken auch durch
Kompensation prüfen, damals falsch, weshalb Hubble eine "Brille" brauchte. Das macht man mit genau berechneten Linsen-Systemen. In diesem Fall geht das Licht einmal durchs System, also single pass, also nur einfache Genauigkeit.

04. Die Genauigkeits-Freaks behaupten nun, daß jede Hilfs-Optik von
Übel sei, womit sie genaugenommen recht haben. Nur handeln sie sich
bei der Direkt-Messung z.B. einer Parabel andere Fehlerquellen ein
und die Katz springt auf die alten Füß. Das betrifft die Diskussion
wie man einen Parabol-Spiegel exakt ausmisst:

- Mit der Caustic-Methode http://rohr.aiax.de
- mit Foucault-Zonen-Messung, die so ähnlich funktioniert
- alle prinzipiell so ähnlichen Tests?
- mit einer Kompensations-Linse im Dall-Null-Verfahren?
- oder in Autokollimation?
- oder mit dem Roddier-Stern-Test, wo am Himmel das intra/extra-
fokussierte Sternscheibchen im Rechner abgezogen wird und daraus
eine Fehler-berechnung vorgenommen wird. Soll bis L/20 PV wave
gehen. (Roddier ist Beruf-sastronom auf Hawai)
- oder eine Interferometer-Aufnahme aus dem Krümmungsmittelpunkt
und er Umrechnung der "Wellenlinen" im Rechner zu einem Nulltest.
auch nicht besonders genau, aber ohne Planspiegel möglich. Mein
Logo enthält eine solche Aufnahme.

Ich habe mich also für die Autokollimations-Methode entschieden,
weil sie eine hohe (doppelte) Genauigkeit zuläßt bei allen
Messungen: den quantiativen und den qualitativen!

Herzliche Grüße

Wolfgang Rohr

Wolfgang Rohr

Hallo,

dann fang' mer mal an:

01. Iss natürlich besser, ich krieg eine Frage gestellt, auf die ich
antworten kann, sonst schreib' ich Euch unnützerweise das Board voll.
Ob Ihr das wollt?

02. Unterkorrigiert ist ein Newton-Spiegel, dessen Rotations-Figur
noch nicht ganz die Parabel erreicht hat: Ihr wisst vielleicht noch
was von den Kegelschnitten: Parallel zur Grundfläche gibt das einen
Kreis, schräg zu Grundfläche gibt das Ellipsen, parallel zu Mantel-
Linie gibt das Parabeln und darüber hinaus nennt man das Hyperbeln.
Wenn ein Spiegel geschliffen wird, iss das zuerst eine Kugel, später
eine Ellipse und irgendwann fast eine Parabel. Weil jedoch noch fast
sagt man dazu unterkorrigiert: Die Mittelpunkts-Strahlen fallen noch
länger als die Randstrahlen. Überkorrigiert ist dann ein Spiegel,
wenn man über die Parabel hinaus in die tiefere Hyperbel poliert hat.
Für diesen Fall fallen die Mittelpunktsstrahlen kürzer als die
Randstrahlen. Für Objektive gilt der gleiche Fall.
Bei Überkorrektur verformen sich die Ronchi-Linien intrafokal bauchig,
bei Unterkorrektur hingegen kissenförmig. Am besten sind 10 lp/mm. Die
Genauigkeit mit der man was sieht liegt dann am Stern bei max. L/4
PV wave.

03. Grundsätzlich kann man optische Flächen, wie die eines Spiegels
in Lambda der Oberfläche angeben, was bei Spiegeln oft so gemacht
wird, oder aber in Wellenfront. Beides verhält sich wie 1:2
Die Feinoptiker beziehen sich sehr oft auf die Oberfläche, die sie
ja herstellen und beschreiben müssen, die Meßtechniker lieber auf
die bilderzeugende Wellenfront. Das aber bedeutet, daß die Oberflächen
werte doppelt so gut sein müssen wie die Wellenfront-Werte. L/8 der
Oberfläche entspricht L/4 der Wellenfront. Dies immer dann, wenn es
sich um ein Interferogramm handelt. Dazu könnte ich einen eigenen
Roman schreiben. Interferogramme werden heute wie eine topografische
Karte aufgefaßt und auch ausgewertet. Viele Streifen kaschieren dabei
derbe Zonenfehler, also laßt Euch nicht täuschen. Die Linearität der
Streifen ist also nicht ausreichend, es kommt auch noch der Streifen-
abstand als Kriterium hinzu.

04. Zonen sind Flächenteile auf optischen Flächen, durch die die
Lichtstrahlen auf einen anderen Ort der optischen Achse fokussiert
werden. Eine abgesunkene Spiegelkante führt dazu, daß die von dort
kommenden Randstrahlen die Achse hinter dem Fokus schneiden und dann
als heller Saum um die Sterne wahrgenommen werden. ZOnen sieht man
sehr schön, wenn man das Okular defokussiert intra/extrafokal. Zonen sind gewöhnlich rotations-symmetrisch und deshalb als Ring-Berge oder
Ring-Täler erkennbar. Entscheident ist GRöße der Zonen. Die meisten
Syntas haben Zonen, eine Reihe von Spiegeln haben Zonen, weil manche
die Parabel mit Zonen-Polierer herstellen, und dann keine restlos
homogene Fläche bekommen. Hier ist nur die Frage, stört es die Optik,
oder nicht.

Vielleicht sammelt mal von Euch einer die Themen und dann bemühen sich
die Fachkundigen unter uns, dazu etwas Vernünftiges zu sagen.

Auf meiner Website gibt es eine Seite, wie man Newtons richtig
justiert. http://rohr.aiax.de

Auch kann man mich anrufen unter 09521 5136

Herzliche Grüße an alle Friedfertigen

Euer Wolfgang Rohr

Wolfgang Rohr