**DONOTDELETE**
Hallo Sternfreunde,
von mir auf die Diskussion um Koma aufmerksam gemacht
erreichte mich Heute eine Antwortmail von Herrn Heinz W. Klee.
Diese Mail darf ich ich hier ungekürzt und unverändert veröffentlichen.
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Pretoria Okular und Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel
In der Vergangenheit habe ich mich standhaft geweigert um irgendwelche Beiträge in den Amateur-Foren zu liefern. Einfach deshalb weil manche der Behauptungen gewisser 'Experten' in diesen Foren mich an Berichte aus dem finstersten Mittelalter erinnern, und ich daher keine Lust verspüre mich mit diesen 'Experten' einzulassen. Mein Beitrag heute soll daher eine Ausnahme sein und auch bleiben. Es geht hauptsächlich um das Pretoria Okular dass ich vor fast 30 Jahren entwickelt hatte, und ein wenig auch um Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel.
Aber vorher etwas Allgemeines: Mir ist von manchen Amateuren vorgeworfen worden dass ich 'zu viel' vom Amateur erwarte, z.B. wenn ich verlange dass sich die Amateure der entsprechenden, korrekten Terminologie bedienen sollten. Ich gebe hier mal ein Beispiel dass sich auf zentrierte, rotationssymmetrische optische Systeme beschränkt:
Es wird in diesen Foren sehr häufig von 'off-axis Koma' geredet. Dieses 'Gerede' stammt ursprünglich sehr sicherlich von gewissen Händlern die selbst keine Ahnung von der Optik haben, und ihre eigene Unwissenheit hinter diesen und anderen nebulösen, 'eindrucksvollen' Ausdrücken und Fremdwörtern verbergen.
Koma ist ein Abbildungsfehler der nur seitlich der optischen Achse auftritt. Um dann von 'off-axis Koma' zu reden macht genau so viel Sinn wie von einem 'runden Kreis' oder einem 'viereckigen Quadrat' zu sprechen. Koma ist also ein Bildfehler der sich bei der Abbildung flächenhafter Objekte bemerkbar macht. Nun wird aber sofort wieder jemand behaupten dass ein Sternfeld keine Fläche darstellt. Es ist aber so, optisch gesehen, dass diese verstreuten Sterne anscheinend eine entsprechende Fläche 'bewohnen', das heißt dass die Sterne ein Teil der Punktmenge dieser gedachten Fläche sind. Und damit die einzelnen Bildpunkte dieser gedachten Fläche gut abgebildet werden muss die Koma beseitigt werden.
Jemand anders in diesem Forum spricht von einem 'Randstrahl' wenn eigentlich von dem 'Hauptstrahl' die Rede sein sollte. Der Unterschied zwischen 'Randstrahl' und 'Hauptstrahl' ist fast der gleiche wie der zwischen 'Jasthof' und 'Justav'. (Frei nach Hermann von Helmholtz).
Ist es nun zu viel verlangt wenn ich sage der Amateurastronom muss selbstredend diese einfachen Zusammenhänge verstehen? Und die richtige Terminologie anwenden? Wir gehen doch schließlich auch nicht zum Arzt und behaupten, wenn uns das Auge schmerzt, dass wir einen Durchfall haben. Also bitte...
Nun zum eigentlichen Thema. Soweit es Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel betrifft so kann ich behaupten dass ich vorbelastet bin: Ich hatte vor 30 Jahren ein solches System für einen amerikanischen1,8 Meter Durchmesser f/2 Parabolspiegel berechnet. Dieses System war meines Wissens das erste Korrektionssystem, ausgeführt mit nur sphärischen Flächen, das keine Verzeichnung einführte, eine notwendige Voraussetzung der damaligen Auslegung. Buchroeder hat dann später meinen Entwurf abgeändert und heute wird ein 'modified Klee design' in dem 1.8 Meter SpacewatchTeleskop auf Kitt Peak, in Arizona, eingesetzt. Ich behaupte also etwas von der Sache zu verstehen, betrachte mich aber keineswegs als unfehlbar.
Und jetzt zum Pretoria Okular: Das von mir berechnete Okular wies eine Brennweite von 28 mm auf und war für einen 6 Zoll f/4 Parabolspiegel ausgelegt. Es kann aber grundsätzlich mit irgendeinem klassischen Newton, f/4 oder lichtschwächer, eingesetzt werden und wird dann hervorragende Resultate liefern. Für meine Behauptung gibt es mehrere, gut fundierte Gründe:
Es ist z.B. eine Tatsache das die bei einem Parabolspiegel auftretende Zerstreuungsfigur der Koma, betreffs Aussehen und Ausdehnung, bei einem gegeben linearen Abstand von der optischen Achse nur von der f-Zahl abhängig ist, und nicht von der Brennweite. Das bedeutet dass unter der oben angegeben Einschränkung ein 250 mm Durchmesser f/5 Parabolspiegel die gleiche (Koma) Zerstreuungsfigur liefert wir der 100 zöllige Parabolspiegel auf Mt. Wilson in den USA. Wenn ich also mit einem perfekten Okular, das einen Feldblendendurchmesser von 25 mm aufweist, einmal den kleinen 250 mm Newton damit ausrüste und die Sterne nahe des Blendenrandes kritisch betrachte, und danach die Sterne nahe des Blendenrandes mit dem 100 zölligen Mt. Wilson Spiegelteleskop beobachte, dann wird mir in beiden Fällen die Komafigur gleich groß erscheinen: Beim 100 zölligen ist die Brennweite wohl zehnmal größer, aber der Bildwinkel ist zehnmal kleiner als beim 250 mm Parabolspiegel. Aus diesem Grund kann ein Okular entworfen werden das die Koma eines Parabolspiegels korrigiert, ganz gleich wie groß der Durchmesser des Hauptspiegels ist. Natürlich trifft dieser Sachverhalt nur für die mäßigen Abstände seitlich der optischen Achse zu, wie sie eben bei einem Okular auftreten.
Zweitens, wenn das Okular korrekt für einen f/4 Spiegel ausgelegt ist, wie z.B. das Pretoria Okular, dann kann das Okular auch mit f/5; f/6....f/8... Parabolspiegeln eingesetzt werden. Das rührt daher weil ein guter Entwurf ganz geringe Zonenfehler aufweist; man kann das Okular also ohne weiteres abblenden. Und dieses Abblenden geschieht automatisch wenn das Okular mit einem lichtschwächeren Newton kombiniert wird.
Drittens, das Okular wird visuell benutzt. Das menschliche Auge hat nun, Gott sei Dank, die Fähigkeit zu akkommodieren. Das bedeutet dass unser Auge sich unwillkürlich auf das scharf einstellt was wir gerade anschauen. Wenn nun Spiegelfernrohre mit unterschiedlichen Brennweiten mit dem gleichen Okular ausgerüstet werden, so ändert sich die so genannte Bildfeldwölbung. Das Bild entsteht dann auf einer mehr-oder weniger gekrümmten Fläche, wenn kein Astigmatismus vorhanden ist. Das Auge bemerkt das aber nicht, weil es eben akkommodiert.
Und hier eben scheiden sich die Geister, soweit es Okulare und Linsenkorrektionssysteme für die Fotografie betrifft: Weder der Film noch die CCD Kamera kann akkomodieren, daher muss das Bild entsprechend eben sein. Außerdem kann das Auge auch einen größeren Betrag Astigmatismus 'vertragen', der Sensor aber nicht. Und das bedeutet wiederum das Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel, die fotografisch eingesetzt werden, speziell für jeden Parabolspiegel berechnet werden müssen.
Es werden sich nun wahrscheinlich Experten melden die mich daran erinnern möchten dass eine Schmidt Kamera ein gewölbtes Bildfeld aufweist, und dass man die fotografische Platte entsprechend durchbiegen kann. Also muss das Bildfeld nicht unbedingt eben sein. Nun ja, das stimmt natürlich. Aber nach meiner Kenntnis kann man CCD Sensoren nicht ohne weiteres verbiegen, und da wir uns heute in einem elektronischen Zeitalter befinden...Wie dem auch sei, ich werde mich auf keinen Kommentar einlassen weil ich einfach nicht die Zeit dazu habe.
Viele Grüße,
Heinz W. Klee
von mir auf die Diskussion um Koma aufmerksam gemacht
erreichte mich Heute eine Antwortmail von Herrn Heinz W. Klee.
Diese Mail darf ich ich hier ungekürzt und unverändert veröffentlichen.
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Pretoria Okular und Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel
In der Vergangenheit habe ich mich standhaft geweigert um irgendwelche Beiträge in den Amateur-Foren zu liefern. Einfach deshalb weil manche der Behauptungen gewisser 'Experten' in diesen Foren mich an Berichte aus dem finstersten Mittelalter erinnern, und ich daher keine Lust verspüre mich mit diesen 'Experten' einzulassen. Mein Beitrag heute soll daher eine Ausnahme sein und auch bleiben. Es geht hauptsächlich um das Pretoria Okular dass ich vor fast 30 Jahren entwickelt hatte, und ein wenig auch um Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel.
Aber vorher etwas Allgemeines: Mir ist von manchen Amateuren vorgeworfen worden dass ich 'zu viel' vom Amateur erwarte, z.B. wenn ich verlange dass sich die Amateure der entsprechenden, korrekten Terminologie bedienen sollten. Ich gebe hier mal ein Beispiel dass sich auf zentrierte, rotationssymmetrische optische Systeme beschränkt:
Es wird in diesen Foren sehr häufig von 'off-axis Koma' geredet. Dieses 'Gerede' stammt ursprünglich sehr sicherlich von gewissen Händlern die selbst keine Ahnung von der Optik haben, und ihre eigene Unwissenheit hinter diesen und anderen nebulösen, 'eindrucksvollen' Ausdrücken und Fremdwörtern verbergen.
Koma ist ein Abbildungsfehler der nur seitlich der optischen Achse auftritt. Um dann von 'off-axis Koma' zu reden macht genau so viel Sinn wie von einem 'runden Kreis' oder einem 'viereckigen Quadrat' zu sprechen. Koma ist also ein Bildfehler der sich bei der Abbildung flächenhafter Objekte bemerkbar macht. Nun wird aber sofort wieder jemand behaupten dass ein Sternfeld keine Fläche darstellt. Es ist aber so, optisch gesehen, dass diese verstreuten Sterne anscheinend eine entsprechende Fläche 'bewohnen', das heißt dass die Sterne ein Teil der Punktmenge dieser gedachten Fläche sind. Und damit die einzelnen Bildpunkte dieser gedachten Fläche gut abgebildet werden muss die Koma beseitigt werden.
Jemand anders in diesem Forum spricht von einem 'Randstrahl' wenn eigentlich von dem 'Hauptstrahl' die Rede sein sollte. Der Unterschied zwischen 'Randstrahl' und 'Hauptstrahl' ist fast der gleiche wie der zwischen 'Jasthof' und 'Justav'. (Frei nach Hermann von Helmholtz).
Ist es nun zu viel verlangt wenn ich sage der Amateurastronom muss selbstredend diese einfachen Zusammenhänge verstehen? Und die richtige Terminologie anwenden? Wir gehen doch schließlich auch nicht zum Arzt und behaupten, wenn uns das Auge schmerzt, dass wir einen Durchfall haben. Also bitte...
Nun zum eigentlichen Thema. Soweit es Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel betrifft so kann ich behaupten dass ich vorbelastet bin: Ich hatte vor 30 Jahren ein solches System für einen amerikanischen1,8 Meter Durchmesser f/2 Parabolspiegel berechnet. Dieses System war meines Wissens das erste Korrektionssystem, ausgeführt mit nur sphärischen Flächen, das keine Verzeichnung einführte, eine notwendige Voraussetzung der damaligen Auslegung. Buchroeder hat dann später meinen Entwurf abgeändert und heute wird ein 'modified Klee design' in dem 1.8 Meter SpacewatchTeleskop auf Kitt Peak, in Arizona, eingesetzt. Ich behaupte also etwas von der Sache zu verstehen, betrachte mich aber keineswegs als unfehlbar.
Und jetzt zum Pretoria Okular: Das von mir berechnete Okular wies eine Brennweite von 28 mm auf und war für einen 6 Zoll f/4 Parabolspiegel ausgelegt. Es kann aber grundsätzlich mit irgendeinem klassischen Newton, f/4 oder lichtschwächer, eingesetzt werden und wird dann hervorragende Resultate liefern. Für meine Behauptung gibt es mehrere, gut fundierte Gründe:
Es ist z.B. eine Tatsache das die bei einem Parabolspiegel auftretende Zerstreuungsfigur der Koma, betreffs Aussehen und Ausdehnung, bei einem gegeben linearen Abstand von der optischen Achse nur von der f-Zahl abhängig ist, und nicht von der Brennweite. Das bedeutet dass unter der oben angegeben Einschränkung ein 250 mm Durchmesser f/5 Parabolspiegel die gleiche (Koma) Zerstreuungsfigur liefert wir der 100 zöllige Parabolspiegel auf Mt. Wilson in den USA. Wenn ich also mit einem perfekten Okular, das einen Feldblendendurchmesser von 25 mm aufweist, einmal den kleinen 250 mm Newton damit ausrüste und die Sterne nahe des Blendenrandes kritisch betrachte, und danach die Sterne nahe des Blendenrandes mit dem 100 zölligen Mt. Wilson Spiegelteleskop beobachte, dann wird mir in beiden Fällen die Komafigur gleich groß erscheinen: Beim 100 zölligen ist die Brennweite wohl zehnmal größer, aber der Bildwinkel ist zehnmal kleiner als beim 250 mm Parabolspiegel. Aus diesem Grund kann ein Okular entworfen werden das die Koma eines Parabolspiegels korrigiert, ganz gleich wie groß der Durchmesser des Hauptspiegels ist. Natürlich trifft dieser Sachverhalt nur für die mäßigen Abstände seitlich der optischen Achse zu, wie sie eben bei einem Okular auftreten.
Zweitens, wenn das Okular korrekt für einen f/4 Spiegel ausgelegt ist, wie z.B. das Pretoria Okular, dann kann das Okular auch mit f/5; f/6....f/8... Parabolspiegeln eingesetzt werden. Das rührt daher weil ein guter Entwurf ganz geringe Zonenfehler aufweist; man kann das Okular also ohne weiteres abblenden. Und dieses Abblenden geschieht automatisch wenn das Okular mit einem lichtschwächeren Newton kombiniert wird.
Drittens, das Okular wird visuell benutzt. Das menschliche Auge hat nun, Gott sei Dank, die Fähigkeit zu akkommodieren. Das bedeutet dass unser Auge sich unwillkürlich auf das scharf einstellt was wir gerade anschauen. Wenn nun Spiegelfernrohre mit unterschiedlichen Brennweiten mit dem gleichen Okular ausgerüstet werden, so ändert sich die so genannte Bildfeldwölbung. Das Bild entsteht dann auf einer mehr-oder weniger gekrümmten Fläche, wenn kein Astigmatismus vorhanden ist. Das Auge bemerkt das aber nicht, weil es eben akkommodiert.
Und hier eben scheiden sich die Geister, soweit es Okulare und Linsenkorrektionssysteme für die Fotografie betrifft: Weder der Film noch die CCD Kamera kann akkomodieren, daher muss das Bild entsprechend eben sein. Außerdem kann das Auge auch einen größeren Betrag Astigmatismus 'vertragen', der Sensor aber nicht. Und das bedeutet wiederum das Linsenkorrektionssysteme für Parabolspiegel, die fotografisch eingesetzt werden, speziell für jeden Parabolspiegel berechnet werden müssen.
Es werden sich nun wahrscheinlich Experten melden die mich daran erinnern möchten dass eine Schmidt Kamera ein gewölbtes Bildfeld aufweist, und dass man die fotografische Platte entsprechend durchbiegen kann. Also muss das Bildfeld nicht unbedingt eben sein. Nun ja, das stimmt natürlich. Aber nach meiner Kenntnis kann man CCD Sensoren nicht ohne weiteres verbiegen, und da wir uns heute in einem elektronischen Zeitalter befinden...Wie dem auch sei, ich werde mich auf keinen Kommentar einlassen weil ich einfach nicht die Zeit dazu habe.
Viele Grüße,
Heinz W. Klee