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Diskussionsforen Statement von Heinz W. Klee zur Koma | Teleskop-Optik
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ws_mak12 Offline
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#884038 - 08/01/2012 19:24 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

es geht lediglich darum, daß du bei 7mm Pupillenöffnung bestimmte Gegebenheiten eben nicht mehr siehst, da einfach der Fehler des Auges selbst zu groß wird. Schau dir doch bitte hierzu die Abbildungen des Links an.



Hier sind verschiedene Pupillenöffnungen angegeben. Bei 6 mm hast du alles andere als das perfektes Abbild eines Sterns, wie das bei 1 mm möglich wäre. Feinste Unterschiede bezüglich der Koma (welche die Optik des Teleskops erzeugt) wird man wie ich weiter oben bereits schrieb bei voll geöffneter Pupille und der Nutzung des gesamten Strahlenbündels wohl kaum mehr die Fehler des von der Optik erzeugten Beugungsbildes sehen und beurteilen können.

Vereinfacht gesprochen kann man mit dem Auge nur eine Optik beurteilen und (Koma)Fehler sehen, wenn der betrachtete Winkel des von der Optik erzeugten Beugungsscheibchen groß genug ist um die Fehler des Auges zu überdecken. Dieser Winkel liegt wenn ich das richtig aus der Grafik interpretiere zwischen 2,5 Bogenminuten besser aber bei 5 Bogenminuten.

Viele Grüße
Werner


Bearbeitet von ws_mak12 (08/01/2012 20:13)
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Sven_Wienstein Offline
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#884077 - 08/01/2012 21:02 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: trendsetter]


Hallo Michael,

grundsätzlich stimme ich Dir zu, dass der Markt sich wenig am Bedarf orientiert, was ich zum Teil auf Unkenntnis bei den Auftraggebern zurückführe, was aber auch damit zu tun hat, was man dem Kunden erklären kann. Es dürfte schwer sein, einem Kunden zu erklären, dass z.B. 200 Euro, vier Linsen und ein auch mit 2" Okularen voll nutzbares Feld nur mit 15% Verlängerungsfaktor auf den Tresen passen.

Naja, also: Ich denke auch das viel am eigentlichen Kundenbedarf vorbei gemacht wird. Manche Hersteller machen ein Produkt erst "rund" und bekommen dann nach Markteinführung vorgeführt, welche Ecken doch noch im Runden Produkt sind. Aber es ist auch schwierig für die Entwickler, zu einem frühen Zeitpunkt Leute einzubeziehen, die sie nicht kennen, die mit der Firma buchstäblich "keinen Vertrag" haben. Da kann es Pannen geben. Teure Pannen.

Clear Skies
Sven
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Hm... Brockhaus? Wikipedia? Google? Jemand anrufen, der sich auskennt?
Den Publikumsjoker bitte!

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Gerd_Duering Offline
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#884099 - 08/01/2012 22:10 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ws_mak12]


Hallo Werner,

Antwort auf:
Hier sind verschiedene Pupillenöffnungen angegeben. Bei 6 mm hast du alles andere als das perfektes Abbild eines Sterns, wie das bei 1 mm möglich wäre.

es geht aber um die Größe der Beugungsfigur und nicht um ihr schönes Aussehen und wie Du in der PSF siehst ist das schön perfekt aussehende Beugungscheibchen bei 1mm Pupille keinesfalls kleiner wie die Beugungsfigur bei 6mm Pupille.

Antwort auf:
Vereinfacht gesprochen kann man mit dem Auge nur eine Optik beurteilen und (Koma)Fehler sehen, wenn der betrachtete Winkel des von der Optik erzeugten Beugungsscheibchen groß genug ist um die Fehler des Auges zu überdecken. Dieser Winkel liegt wenn ich das richtig aus der Grafik interpretiere zwischen 2,5 Bogenminuten besser aber bei 5 Bogenminuten.


Ja nun sind wir beieinander nur wie soll das zu dem hier passen.

Antwort auf:
Feinste Unterschiede bezüglich der Koma (welche die Optik des Teleskops erzeugt) wird man wie ich weiter oben bereits schrieb bei voll geöffneter Pupille und der Nutzung des gesamten Strahlenbündels wohl kaum mehr die Fehler des von der Optik erzeugten Beugungsbildes sehen und beurteilen können.

----------------------------------------------------

Geringere Okularbrennweiten deswegen, da bei großer AP der korrigierende Effekt wohl kaum zum Tragen kommt, da ja das Auge hierbei selbst der Schwachpunkt ist.


Wie Du Selbst gerade erwähnst liegt die Beugungsfigur so zwischen 2,5 bis 5 Bogenminuten und der Komafehler muss größer sein damit Du ihn auflösen kannst.

Das ist genau das was ich schon schrieb.

Antwort auf:
bezüglich Auge die üblichen 5 Bogenminuten als Kriterium unabhängig von der AP.


Also nix mit weniger Koma sehen bei großer AP.
Gut wer spitzfindig ist könnte jetzt noch sagen na ja so bei 2 bis 4mm ist Beugungsfigur etwas kleiner wie bei 1 und 6mm.

@ Michael,

Antwort auf:
Leider ist das nicht so trivial mit dem 0,7 Reducer. Der ändert nämlich auch noch die Fokusebene. Gott sei dank in die Richtige Richtung.


Ja gut das ist aber normalerweise nicht Viehl.

Grüße Gerd

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trendsetter Offline
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#884103 - 08/01/2012 22:18 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd!
Es sind immerhin 15mm die ASA angiebt.
VG
Michael

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ws_mak12 Offline
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#884159 - 09/01/2012 07:42 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

ich kann leider immer noch nicht ohne Bedenken zustimmen. Ja, sicher ist die "Größe" der PSF in etwa indentisch. Aber schau dir mal die "real eye PSF" in der Abbildung an. Wie willst du denn da noch spezifische Fehler sehen? Ich würde mir das nicht zutrauen wollen. Ich stelle mir dabei vor, ich verwende einen 1000mm Spiegel bei 1-2"Seeing und möchte direkt am Beugungsscheibchen bzw. der Beugungsfigur Koma/Asti/Spärische Abberration, etc. erkennen. Das wird auch nix! Hier wäre das Seeing der limitierende Faktor, welcher alles "verwischt".

Vielleicht müßte man eine realistische Simulation haben, welche die beiden Bedingungen kombiniert (Fehler des Auges+spezifische Fehler der Optik) bei gegebenen 6 mm Pupillenöffnung.

P.S: Mir wird auch nicht klar, wie du bei einer AP 7 mm überhaupt irgendwelche Details an der Beugungsfigur sehen möchtest. Eine AP von 7 mm habe ich meist bei ziemlich geringer Vergrößerung an den gängigen Teleskopen. Also ich würde da nicht viel sehen, wenn ich da einen einen Sterntest machen wollte...

Viele Grüße
Werner


Bearbeitet von ws_mak12 (09/01/2012 08:22)
Bearbeitungsgrund: P.S. hinzugefügt
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Gerd_Duering Offline
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#884213 - 09/01/2012 12:41 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ws_mak12]


Hallo Werner,

Antwort auf:
ich kann leider immer noch nicht ohne Bedenken zustimmen. Ja, sicher ist die "Größe" der PSF in etwa indentisch. Aber schau dir mal die "real eye PSF" in der Abbildung an. Wie willst du denn da noch spezifische Fehler sehen? Ich würde mir das nicht zutrauen wollen. Ich stelle mir dabei vor, ich verwende einen 1000mm Spiegel bei 1-2"Seeing und möchte direkt am Beugungsscheibchen bzw. der Beugungsfigur Koma/Asti/Spärische Abberration, etc. erkennen. Das wird auch nix! Hier wäre das Seeing der limitierende Faktor, welcher alles "verwischt".


das mit der großen Öffnung unter Seeing Einfluss ist ein gutes Beispiel, Du siehst damit trotz der Katastrophal aussehenden Beugungsfigur nicht weniger wie mit kleiner Öffnung die bei dem gleichen Seeign dann ein schönes Beugungsscheibchen zeigt.
Du kannst halt die Details auflösen die das Seeing hergibt.
Gleiches gilt für das Auge in Bezug zu der Punktabbildung (PSF) die ihm das Teleskop anbietet.
Zeigt diese zb eine Komafigur wirst Du diese erkennen können wen deren Ausmaß über der Auflösungsgrenze des Auges liegt und diese ist wie Du an der Größe der PSF des Auges oben siehst nur wenig von der AP abhängig.


Antwort auf:
Mir wird auch nicht klar, wie du bei einer AP 7 mm überhaupt irgendwelche Details an der Beugungsfigur sehen möchtest. Eine AP von 7 mm habe ich meist bei ziemlich geringer Vergrößerung an den gängigen Teleskopen. Also ich würde da nicht viel sehen, wenn ich da einen einen Sterntest machen wollte...

Lassen wir den Begriff Beugung einfach mal weg das irritiert nur, auch auf die Gefahr hin das da einem Herrn wieder der Kragen platzt.
Ohnehin sind wir hier in einer Größenordnung wo Beugungserscheinungen in den Hintergrund treten.

Natürlich ist bei einer AP von 7mm kein Beugungsscheibchen auszumachen.
Wir liegen hier aber in völlig anderen Dimensionen.
Schau Dir mal die Koma eines f/4 Newton bei 21mm Achsabstand an wie ich sie hier gezeigt habe.

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbth...ktur#Post882316

Das BS ist dort eingezeichnet, Du siehst wie winzig das in Relation zur Komafigur ist.
Bei AP 7mm kommst Du mit einem Okular welches 86° SGF hat auf das dort dargestellte Feld.
Die Komafigur ist bereits rund 0,2mm groß, das BS bei f/4 ist 0,0053mm groß.
Die Koma wirst Du also schon sehen.

Aber f/4 ist natürlich schon ein Extremfall weiter oben ist auch ein f/5 Newton.

Leider liegen die Fehler eines Okulares, hier dominierend der Astigmatismus meist in noch wesentlich drastischeren Dimensionen so das die Koma da in Relation eher zu vernachlässigen ist.
Eine Komakorrektur im zusammenhang mit einem einfachem Erfle Okular zb. ist daher völlig unsinnig da hier der Okularasti derart drastisch überwiegt das praktisch kein Effet zu erkennen ist.
Hierzu muss man sich mal die Spots in Telescope Optics S.192 ansehen.

Erst bei sehr aufwendigen Konstruktionen wie einem Nagler konnte man den Okularastigmatismus soweit in den Griff bekommen das hier die Koma zum „Vorschein“ kommt und eine Komakorrektur überhaupt Sinn ergibt.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (09/01/2012 12:57)

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MootzGMS Offline
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#884270 - 09/01/2012 17:32 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Werner,

Das Thema kann man totdiskutieren oder durch ein Teleskop schauen (im Moment wohl eher nicht und wegen dem Sauwetter könnte einem der Kragen platzen). zwinker
Nichts gegen die theoretischen Grundlagen, die Spots, die Diagramme, das muss sein wenn man sich mit der Funktion von Teleskopen und Okularen beschäftigt und wissen will, warum sie wie funktionieren.
Aber das Wissen wird eben im Zusammenspiel mit der Beobachtung erheblich interessanter und machmal auch schlüssiger.
Ich zitiere mich Mal selbst aus dem Thread:

.............Dann noch Okulare dazu, denen wie z.B. dem 31er Nagler Komakorrektur an schnellen Newtons schon Mal unterstellt wird. Okay, das macht sich bei Bedarf sicher gut als Argument, allein wieder sollte das dann zumindest am schnellen Refraktor übel ausgehen. In der Praxis, also am Teleskop sehe ich das jedenfalls nicht, das Okular zeigt kaum Asti und dann kann man tatsächlich mal Newton-Koma sehen.
Wieder so eine Begriffsverwirrung die man ja ganz ehrlich gesagt zum Durchgucken auch ganz links liegen lassen kann, wenn man mit dem Gebotenen zufrieden ist. Andererseits gehört sie auch da wo nicht hochwissenschaftlich diskutiert wird ausgeräumt, weil in dem Fall schon das einfache Beispiel von Äpfeln und Birnen angebracht ist und wer jetzt beleidigt sein will, lasse sich freien Lauf.............

Man sieht mit einem lanngbrennweitigen Okular und großer AP, ob 7 mm oder 5 mm ist egal, am Newton, im Fokus, die verschiedenen Erscheinungen tadellos am bildfeldrand, auch bei schlechtem Seeing, welches Sterntesterei unsinnig macht.
Es gelingt die Unterscheidung zwischen "Astischwalben" und "Komaschwänzchen" tadellos. Sie liegen meistes dominierend vor.
Bei den meisten Okulardesigns verschwinden Komaschwänzchen fast vollständig in den Astischwalben.
Wenn das Öffnungsverhältnis des Newtons groß genug ist, stört Beides in der Addition mächtig und auch jede Erscheinung für sich. Daher ist die Anforderung vieler Newtonbesitzer eben glasklar ein Okular mit guter Asti- und guter Komakorrektur, auch und gerade in Bereichen großer AP und geringer Vergrößerung.

Gruß
Günther


Bearbeitet von MootzGMS (09/01/2012 17:34)
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Überprüft, was immer auch geschrieben steht,
wenn selbst durchs Teleskop Ihr seht.
Das mehrt die eigene Erfahrung
und bringt so manche Offenbarung.

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fraxinus Offline
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#884278 - 09/01/2012 18:21 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ws_mak12]


Hallo Werner und Gerd,

interessante Sache mit den Augen bei 6mm Pupille!
Ich beziehe mich auf das Bild E oben im Posting von Gerd:
Meiner Meinung muss man sich die PSF bei 6mm genau 6x so gross wie die bei 1mm vorstellen. Denn durch das entsprechende Okular wird vorher entsprechend vergrößert.
Beim Auge solo ist das nicht so, denn da ist die Augenlinse selbst das Objektiv. Vor dem Okular ist die Augenlinse lediglich ein weiterer "Glasklotz" mit eigener MTF.
(Allerdings mit eingebauter aktiver Optik, speziell Mikrofocus, wollen wir mal nicht undankbar sein erschreck)

Ein Freund hatte sich vor kurzem eine neue Brille machen lassen und hat mir seine Werte geschickt. Die Strehlwerte bei 6mm Pupille lagen ohne Brille bei 0.09 und 0.15 und mit neuer Brille bei 0.26 und 0.30, die PSF und MTF war auch dabei und bei diesen niedrigen Werten ist das alles eine Einzelfallbetrachtung.

Ich würde so auf die Schnelle schon sagen, dass das Auge bei 6mm Pupille einiges an Fehlern, vom Objektiv und vom Seeing und vielleicht auch von den Okularen, verdeckt.

Viele Grüße
Kai

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fraxinus Offline
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#884302 - 09/01/2012 19:39 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: fraxinus]


Antwort auf:
Ich beziehe mich auf das Bild E oben im Posting von Gerd:
Ich meine natürlich das Posting von Werner!

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tommy_nawratil Offline
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#884323 - 09/01/2012 20:58 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: fraxinus]


hallo,

ich muss ehrlich gestehen die obige Grafik "total eye aberrations" erschliesst sich mir leider gar nicht. In Abschnitt E z.B. sieht man Bildchen, steht "pupil diameter" darüber, aber was stellen die dar, sind die jetzt auf Achse oder neben Achse, woher kommen die Figuren? Dann ist daneben eine Line, bezeichnet mit "0,1mm" und daneben ein Kreis, bezeichnet mit "ca.5 arcmin", und drunter sind wieder Kreise, steht wiederum "pupil diameter (mm)" während links davon "Airy Disk (0,55µm)" steht. Ohne Erklärung ersteht keine Schlauheit bei mir.

Hast du da nochmal ein Link zu einer Erklärung, Werner?

Dass beim f/5 Newton sowohl beim 31mm Nagler als auch zB beim 20mm Explore 100° heftigste Koma am GF-Rand sichtbar ist, kann ich bestätigen (hat auch niemand angezweifelt, oder?). Mit Komakorr im richtigen Abstand ist die komplett weg.

Der Komakorr hat gegenüber einem für Komakorrektur gerechneten Okular doch den Vorteil, dass man damit die Bildfeldwölbung auch individuell je nach Brennweite kompensieren kann. Und das Okular ist auch am Refraktor einsetzbar. Ist das nicht auch ein wichtiger Punkt?

lg Tommy
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fraxinus Offline
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#884326 - 09/01/2012 21:11 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: tommy_nawratil]


Hallo Tommy,
Werner hatte den Link auf der ersten Seite eingestellt, hier nochmal:
---> hier

So ganz schlau werde ich auch nicht draus, mich stört die Normierung der MTF, weil es sich um verschiedene Pupillenöffnungen im gleichen Chart handelt. Aber insgesamt ist doch einiges an Neuem drin, oder?
Aufpassen muss man nur, was man vergleicht: Auge solo - oder Auge am Okular, welches per Austrittspupille als Blende wirkt.

Viele Grüße
Kai


Bearbeitet von fraxinus (09/01/2012 21:11)

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tommy_nawratil Offline
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#884336 - 09/01/2012 21:34 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: fraxinus]


hallo Kai,

danke, ah vom Vladimir Sacek. Na da muss ich mich mal anstrengen, seine Erklärungen brauchen meist Untererklärungen auf die ich nicht gleich draufkomme pfeif

Dass die Koma/Asti Zerstreuungsfigur eines f/4 oder f/5 Newtons in 20mm Achsabstand aber wesentlich grösser ist als die dort gezeigten Diagramme, sollte schon klar sein. Siehe "Telescope Optics" Fig.5.6 wo die Spots gezeigt werden. Der 200mm Newton hat eine Airy Disk von ca. 5µm, also ein Fünftel des dort gezeigten fofografischen Limits von 0,025mm. Schon der f/4 Spot 10mm neben der Achse ist also ca. 20x so gross wie die Airy Disk.

lg Tommy
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Gerd_Duering Offline
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#884454 - 10/01/2012 14:35 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: fraxinus]


Hallo Kai,Tommy,Werner,

ich hab so den Eindruck das hier was durcheinanderwürfelt wird.
Die PSF oben in Bild E ist die der Augenlinse!
Die hat mit der PSF vom Teleskop erst mal rein Garnichts zu tun, hier müssen wir ganz klar trennen.

Die in Bild E dargestellte PSF des Auges wird man so niemals sehen können weil die Netzhaut das schlicht und ergreifend nicht auflösen kann.
Die liegt schließlich im Primärfokus der Augenlinse mit entsprechend winzigem Abbildungsmaßstab.
Versucht mal auf einem DS Foto was durch eine schnelle Optik entstand ein Beugungsscheibchen bei einem Stern zu erkennen.

Alles was man von der Beugungsfigur der Augenlinse sieht ist ein winziges Lichtpünktchen, das ist dann der berühmte nadelpunkt feine Stern.
Wie sonst sollte man diese denn sonst „Nadelpunktfein“ sehen können wo die Augenlinse doch so eine gruselige Beugungsfigur erzeugt.
Weil ganz einfach diese Beugungsfigur so winzig ist das die Netzthaut diese unmöglich auflösen kann.

Ergo erscheint uns auch alles was vom Teleskop kommt und unterhalb der Winkelausdehnung der Beugungsfigur der Augenlinse liegt also die 5 Bogenminuten als Nadelpunktfein.

Wollen Wir das BS zb. einer 100mm Öffnung mit 276/100 = 2,76 Bogensekunden Winkelausdehnung mit unserem Auge erkennen müssen wir es also auf die bekannten 5 Bogenminuten vergrößern also 300“ / 2,76“ = 108,7 fach.
Also ergibt sich eine AP von rund 1mm.


Das sollte uns bekannt vorkommen.
Arbeiten wir mal mit den gerundeten AP1mm dann ergibt sich folgendes Verhältnis.
Beobachten wie jetzt mit AP7mm also 7 mal kleinerer Vergrößerung darf die Beugungsfigur des Teleskops dann also auch 7 mal größer wie das Beugungsscheibchen des Teleskops sein bevor unser Auge diese auflösen kann.
Alles was darunter liegt wird bei dieser AP7 als Nadelpunktfein gesehen.

Die Komafigur des im Link gezeigten f/4 Newtons ist bei 21mm Achsabstand mit grob 0,2mm also 0,2mm/0,0053mm= 37 mal größer wie das BS.
Und damit also 37/7 = 5,3 mal größer wie maximal zulässig also sichtbar.
Der Wert gilt natürlich nur für die schon recht extremen f/4.
Die 21mm Achsabstand erreicht man bei AP 7mm wenn mit einem Okular mit 86° SGF beobachtet wird.


Beobachtet man mit mit kleinerem SGF zb.dem halben von 43° und damit maximal 10,5mm Achsabstand was zb. mit einem Ortho der Fall wäre würde es an f/4 funktionieren ist die Komafigur natürlich dementsprechend kleiner.

Bei etwas über f/6 würde dann die Komafigur mit 43° SGF Okular unter die Auflösung des Auges fallen, ein Stern am Feldrand uns also trotz der Koma Nadelpunktfein erscheinen.
Von daher macht ein komakorrigirendes Okular wie das Pretoria mit vergleichsweise bescheidenen 50° SGF erst ab Öffnungsverhältnissen von schneller f/6 überhaupt Sinn.

So ich hoffe das ist nun mit der konkreten Rechnung alles etwas verständlicher und nachvollziehbarer wird.

Grüße Gerd

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tommy_nawratil Offline
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#884470 - 10/01/2012 15:30 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


hallo Gerd,

danke dass du das nochmal ausführlich erklärst, aber das war mir schon bewusst. Ich frage mich nur wie das Auge zu so einem komatisch-astigmatischen Spot bei 6mm kommt, deshalb die Frage ob das auf der Achse der Augenlinse ist oder wenn nicht, wo dann.

lg Tommy
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ws_mak12 Offline
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#884491 - 10/01/2012 17:07 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: tommy_nawratil]


Hallo Tommy,

aus meiner Erfahrung heraus, was ich von Optikern/Augenärzten gehört habe, sollte das beim gesunden Auge insgesamt eher zunehmend zu der Randzone der max. Öffnung hin liegen. Wäre dies auf der Achse hätten wir schon bei einer geringen Pupillenöffnung von 1-2 mm eine sehr stark verzeichnete PSF. Ob das allein von der Linse kommt, kann ich nicht genau sagen. Immerhin nehmen an der Lichtbrechung beim Auge auch noch andere Medien teil. Auch der Glaskörper und die Hornhaut dürfen hier beispielsweise nicht vernachlässigt werden.

Gruß
Werner
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ws_mak12 Offline
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#884523 - 10/01/2012 18:19 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

vielen Dank für die ausführliche Erläuterung. Wenn der Spot tatsächlich die von dir angegebene (riesige) Größe von ca. o,2 mm hat, dürfte die Koma natürlich ohne Probleme sichtbar sein.

In der Praxis beobachte ich selbst nie mit 7 mm AP. Meine langbrennweitigen Plössl, welche eine solche AP theoretisch erreichen würden, haben auch kein so großes Feld von >80°.
Bei den AP, mit denen ich normalerweise beobachte ist der Komafehler beim F4 abseits der Achse zu erkennen.

Viele Grüße
Werner


Bearbeitet von ws_mak12 (10/01/2012 18:42)
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Dietmar Offline
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#884528 - 10/01/2012 18:39 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ws_mak12]


An meinem f/4.2 Teleskop erziele ich mit dem 31er Nagler eine AP von > 7mm und sehe die Komaschwänzchen am Rand wunderbar.

Mit dem Paracorr "schrumpft" die Brennweite auf 27mm, die AP wird also < 7mm, und die Koma ist verschwunden.
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Gruß Dietmar

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P_E_T_E_R Offline
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#884534 - 10/01/2012 18:51 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ws_mak12]


Original geschrieben von: ws_mak12
aus meiner Erfahrung heraus, was ich von Optikern/Augenärzten gehört habe, sollte das beim gesunden Auge insgesamt eher zunehmend zu der Randzone der max. Öffnung hin liegen. Wäre dies auf der Achse hätten wir schon bei einer geringen Pupillenöffnung von 1-2 mm eine sehr stark verzeichnete PSF.

Die menschliche Pupille kontrahiert ja allenfalls auf eine minimale Öffnung von 2 mm. Könnt ihr ja mal bei maximaler Beleuchtung am Badezimmerspiegel untersuchen. Kleinere effektive Öffnungen lassen sich also nur über die AP einer Optik vor dem Auge realisieren.

Human Eye

The entrance pupil is typically about 4 mm in diameter, although it can range from 2 mm (f/8.3) in a brightly lit place to 8 mm (f/2.1) in the dark. The latter value decreases slowly with age, older people's eyes sometimes dilate to not more than 5-6mm.

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Gerd_Duering Offline
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#884538 - 10/01/2012 19:18 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: tommy_nawratil]


Hallo Tommy,

Antwort auf:
Ich frage mich nur wie das Auge zu so einem komatisch-astigmatischen Spot bei 6mm kommt, deshalb die Frage ob das auf der Achse der Augenlinse ist oder wenn nicht, wo dann.


eine berechtigte Frage.
Ich hab mal ein Augenmodell in Oslo eingegeben.
Die oben gezeigten PSF sollten ebenfalls über ein Augenmodell eines Optikdesignprogrammes zustande gekommen sein.
Näheres darüber, einschließlich Spots ist zb. hier zu erfahren.

http://sergeitvorogov.ru/wp-content/uploads/2011/06/widesightartikel.pdf

Auf der Achse ist bei meinem Augenmodell außer einer SA kein weiterer Fehler auszumachen.
Im Feld sieht das natürlich anders aus.
Ich habe einen Feldwinkel von 10° gewählt und das Ergebnis im Anhang erhalten.

Grüße Gerd


Anhänge
PSF_Augenmodell.jpg

Zeichnung_Augenmodell.jpg



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tommy_nawratil Offline
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#884568 - 10/01/2012 21:00 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


hallo Gerd,

danke, das kann ich jetzt sehr gut nachvollziehen!

Bei deiner Simulation sieht man auch sehr schön wie die weiter geöffnete Pupille eine kleinere Airy Disk impliziert (natürlich bloss aufs Auge selbst bezogen). Insgesamt, mit den zunehmenden Aberrationen bei grösserer Pupille, bleibt sie etwa gleich gross.

Bei Vladimirs Bildern ist das auch sichtbar, mit stärkeren Koma/Asti Aberrationen, die dürften vermutlich dann auch abseits der Achse gelten. Es steht nichts darüber im Text dort, soweit ich sehe.

Wenn ich aber bei einer Teleskop/Okular Kombi die Koma am GF-Rand beurteilen will, dann schau ich da schon direkt hin, also wäre das eine symmetrische Beugungsfigur auf der Achse des Auges, die sich dem Bild der Teleskop/Okular Kombi überlagert. Und sie wird mit zunehmender AP immer kleiner :-) und das Auge genauer statt ungenauer.

Was sich da am Rande des wahrgenommenen Feldes tut, ist nochmal was anderes.

lg Tommy
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Jan_Fremerey Offline
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#885997 - 16/01/2012 14:34 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: ]


Da sich die Diskussion hier nach einem interessanten Schwenk auf die Abbildungseigenschaften des menschlichen Auges inzwischen beruhigt hat, möchte ich noch einen kleinen Beitrag aus der Praxis hinzufügen, nämlich den Vergleich der Abbildungsqualitäten zweier Barlowlinsen verschiedener Hersteller in den Ecken eines 1/3-Zoll Kamerachips (Sony ICX445) an meinem offenen 10" f5 Parabolspiegel .

Als Testobjekt diente der Doppelstern Epsilon Arietis (EpsAri) mit einer Winkeldistanz von 1,44", siehe auch hier . Zunächst habe ich dieses Objekt mit der seit Fertigstellung meines Teleskops routinemäßig eingesetzten 2,2x Klee-Barlow aufgenommen. Bei dieser Barlow setze ich entsprechend ihrer Bewerbung voraus, dass sie eine komakompensierende Wirkung hat, und sah dies in vielen meiner vollformatigen Bilder bestätigt.

Mit der Doppelstern-Aufnahme wollte ich einerseits diese Eigenschaft der Klee-Barlow nochmal bestätigen. Andererseits wollte ich aber auch prüfen, wie sich eine Barlowlinse der Firma TS im Vergleich verhalten würde, die ich von früheren Einsätzen an anderen Teleskopen noch in meinem Schrank fand. Beide Barlowlinsen hatte ich nämlich zuvor schon bei Tageslicht an einer ca. 200 m von unserem Haus entfernten Antennenanlage getestet und dabei keinen Unterschied in der Abbildungsqualität feststellen können.

In dem nachfolgend gezeigten Bild (bitte Originalgröße über Rechtsklick oder Antwortmodus aufrufen!) habe ich je zwei mit der Klee-Barlow und der TS-Barlow aufgenommene Bilder übereinanderkopiert, insgesamt also vier Aufnahmen.



Der Doppelstern erscheint hier jeweils zweimal in den diagonal gegenüberliegenden Ecken, links oben und rechts unten, wobei je eine Aufnahme mit der Klee-Barlow und die andere mit der TS-Barlow entstand.

An keiner der vier Abbildungen kann ich Hinweise auf Koma entdecken. Dabei hätte ich aufgrund theoretischer Voraussagen zur Auswirkung der Koma an einem f/5 Parabolspiegel in der Tat zumindest bei der TS-Barlow einen sichtbaren Effekt erwartet.

Mein vorläufiges Fazit: Entweder wirkt sich die Koma des f/5 Parabolspiegels unter den gegebenen Bedingungen noch nicht sichtbar aus, oder die TS-Barlow beinhaltet eine Komakorrektur in vergleichbarem Maße wie die Klee-Barlow.

Gruß, Jan

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Sven_Wienstein Offline
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#886013 - 16/01/2012 15:13 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

In Relation gesetzt zu Pixelgröße und Auflösung eines 10" und mit der Frage, wie lange denn belichtet wurde, ob also das Seeing bereits das Beugungsscheibchen verschmiert, frage ich mich, wie Aussagekräftig die Aufnahmen sein können. Koma ist ja auch schwächer als das Beugungsscheibchen.
Allerdings habe ich auch schonmal vernommen, dass viele Barlow-Linsen "so nebenbei" etwas gegen Koma tun können. Man weiß nur nicht welche. Man müsste mal die Gegenprobe mit einem Gerät ohne Koma machen - auch mit beiden.

Clear Skies
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Jan_Fremerey Offline
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#886025 - 16/01/2012 15:47 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Sven_Wienstein]


Hallo Sven,

bei den von mir zusammenkopierten Bildern handelt es sich jeweils um ausgewählte Einzelbilder aus den vier Original-Videos. Die Belichtungszeit hatte ich mit 5 ms relativ kurz gewählt, um Seeing-Einflüsse gering zu halten. Ich hatte auch bewusst einen Doppelstern gewählt, damit der Betrachter einen Vergleichsmaßstab hat. Im Hinblick auf das Auflösungsvermögen von 0,5 arcsec meines 10-Zöllers betrachte ich die Abbildungen weitgehend als beugungsbegrenzt, siehe auch die gestackten Abbildungen in der zitierten Parallel-Diskussion .

Original geschrieben von: Sven_Wienstein
Allerdings habe ich auch schonmal vernommen, dass viele Barlow-Linsen "so nebenbei" etwas gegen Koma tun können. Man weiß nur nicht welche.

Kannst Du dazu etwas Konkreteres sagen?

Original geschrieben von: Sven_Wienstein
Man müsste mal die Gegenprobe mit einem Gerät ohne Koma machen - auch mit beiden.

Vielleicht kein schlechter Gedanke! Wer will das aber machen? Immerhin scheint mir ja mein aktueller Vergleich zumindest eine Teilantwort auf die Frage zu geben, warum die inzwischen ausverkaufte Klee-Barlow nicht mehr neu aufgelegt wird.

Gruß, Jan

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blueplanet Offline
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#886050 - 16/01/2012 17:23 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

es wundert mich nicht, daß auf Deinen Bspl.Bildern keine Koma zu erkennen ist.

1/3-Zoll Chips haben ca. 6mm Bilddiagonale.
Mit der 2,2x Barlow entspricht das einem Felddurchmesser von ca. 2,73mm im Primärfokus Deines Newton.
Bei einem f/5-Newton bleibt die Komafigur am Feldrand bis ca. 2,64mm-Felddurchmesser kleiner als das Beugungsscheibchen (entnommen aus ATMT).
Die Komafigur am Feldrand hat also noch fast die selbe Ausdehnung wie das Beugungsscheibchen.

Um die Koma deutlich zu sehen müßte noch weiter außeraxial aufgenommen werden.

Ciao Werner

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Gerd_Duering Offline
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#886117 - 16/01/2012 19:22 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
Mein vorläufiges Fazit: Entweder wirkt sich die Koma des f/5 Parabolspiegels unter den gegebenen Bedingungen noch nicht sichtbar aus,


hier hast Du die richtige Lösung.
Bei einem derart winzigen Chip und dann den genutzten Achsabstand nochmals um den Barlow Faktor verkleinert kannst Du am f/5 Newton keine Koma feststellen.

Ein 1/3 Zoll Chip ist 4,8 x 3,6 mm groß hat also 6mm Diagonale.

Also kannst Du im Extremfall 3mm Achsabstand erreichen.
Der wird wenn wir den Primärfokus des HS betrachten jetzt noch mal um den Barlow Faktor verkleinert.
Also meinetwegen bei Barlow Faktor 2X auf 1,5mm Achsabstand (im Primärfokus) die Du mit dem Chip maximal erreichen kannst.
Das ist so winzig das Du da auch am f/5 Newton noch nicht viel von der Koma merkst, erst recht nicht wenn der Abbildungsmaßstab / Pixel noch zu klein ist um die volle Auflösung des Teleskops überhabt nutzen zu können.
Dazu müsstest Du nämlich je nach Pixelgröße des CCDs Öffnungserhältnisse von über f/20 erreichen.
Also mindestens Barlow Faktor 4 haben.

@Sven

Antwort auf:
Allerdings habe ich auch schonmal vernommen, dass viele Barlow-Linsen "so nebenbei" etwas gegen Koma tun können. Man weiß nur nicht welche. Man müsste mal die Gegenprobe mit einem Gerät ohne Koma machen - auch mit beiden.

Bei einem einfachen verkitteten 2 Linser hat man bei Barlows in der Tat mit einer inversen Koma im Feld zu kämpfen, das Ausmaß hängt auch von den verwendeten Gläsern ab.

Mit Luftspalt lässt sich aber auch der 2 Linser sehr gut im Feld korrigieren.
Du müsstest also nach billigen verkitteten 2 Linsern Ausschau halten, bei hochwertigen Barlows solltest Du da nicht fündig werden.
Die haben natürlich eine ordentliche Feldkorrektur ohne nennenswerte Inverse Koma.

Übrigens auch einfache Barlows vertragen schnelle Öffnungsverhältnisse nicht, sie zeigen dann auch eine sphärische Aberration.

Grüße Gerd


Bearbeitet von Gerd_Duering (16/01/2012 19:35)

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Jan_Fremerey Offline
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#886209 - 17/01/2012 00:15 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Werner und Gerd,

vielen Dank für Eure beruhigend klingende Einschätzung, dass nämlich bei dem von mir genutzten Feld von 6 mm (Chipdiagonale) und einer 10" Optik die Koma noch keine Rolle spielen soll. Aus meiner Quelle hatte ich entnommen, dass das "brauchbare Bildfeld" b deutlich kleiner ist, als von Euch angenommen. Dort wird das "Handbuch für Sternfreune" mit dieser Formel zitiert:

b = 0°.003*N²

N ist die Blendenzahl des Parabolspiegels. Als Beispiel wird dort der brauchbare Felddurchmesser eines 10" f/5 Spiegels entsprechend der Formel mit b = 0,075° angegeben, wobei das folgende Grenzkriterium zu berücksichtigen ist:

"Als brauchbares Gesichtsfeld wird das Gesichtsfeld betrachtet, in dem die komatische Querabweichung kleiner als eine Bogensekunde ist."

Da aber die Bilddiagonale von 6 mm meines Kamerachips einem Felddurchmesser von 0,123° entspricht, sollte der Komafehler nach den o.a. Kriterien bereits zu Querabweichungen von mehr als 1,6" führen. Ein solcher Fehler sollte sich an dem abgebildeten Doppelsternsystem mit 1,4" Abstand der Sternkomponenten m.E. zumindest andeutungsweise bemerkbar machen.

Original geschrieben von: Gerd_Duering
Das ist so winzig das Du da auch am f/5 Newton noch nicht viel von der Koma merkst, erst recht nicht wenn der Abbildungsmaßstab / Pixel noch zu klein ist um die volle Auflösung des Teleskops überhabt nutzen zu können. Dazu müsstest Du nämlich je nach Pixelgröße des CCDs Öffnungserhältnisse von über f/20 erreichen. Also mindestens Barlow Faktor 4 haben.

Das Auflösungsvermögen der Optik wird bei gegebener Pixelweite p des Kamerachips bereits mit einer Blendenzahl f/D = 3*p/µm erreicht, siehe hier . Bei meiner Kamera mit p = 3,75 µm führt das zu einer optimalen Ankopplung der Kamera bei f/11 - also in diesem Fall nicht f/20.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (17/01/2012 00:22)

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blueplanet Offline
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#886225 - 17/01/2012 03:50 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

auf Deine Angaben hin hab' ich nochmal in ATMT/vol.1/p.120 (meine ursprüngliche Quelle) nachgeblättert und den raytracer angeheizt. Ja, ja man sollte keine Aussage machen, ohne es vorher selbst nocheinmal kontrolliert zu haben ...

Also laut ATMT beziehen sich die Feldangaben auf "diameter of the field of substantially perfect images".
Für f/5 mit 0.104in = 2.64mm Felddurchmesser im Primärfokus angegeben. Allerdings ist das NICHT das beugungsbegrenzte Feld (mein Irrtum).
Das beugungsbegrenzte Feld ist tatsächlich viel kleiner und entspricht mit einem Durchmesser von ca. 1.6mm in etwa Deinen Quellenangaben.

Newton f/5 250/1250mm
Felddurchmesser/Komaausdehnung am Feldrand:
1.64mm / 6.1x3.9um
2.72mm / 10x6.4um

Die zweite Angabe würde also für die äußersten Ecken Deines CCDs gelten. Hierbei muß man bedenken, daß der "comatic tail" wegen seiner geringen Intensität bei kurzbelichteten CCD-Aufnahmen nicht in seiner vollen Ausdehnung erfasst wird.

Ciao Werner

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Jan_Fremerey Offline
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#886294 - 17/01/2012 11:47 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: blueplanet]


Hallo Werner,

schönen Dank, dass Du Dir die Mühe gemacht hast, Deine Quelle nochmal zu überprüfen.

Original geschrieben von: blueplanet
Hierbei muß man bedenken, daß der "comatic tail" wegen seiner geringen Intensität bei kurzbelichteten CCD-Aufnahmen nicht in seiner vollen Ausdehnung erfasst wird.

Möglicherweise würden auf den oben gezeigten Kopien aus Einzelframes die "comatic tails" wegen ihrer vergleichsweise geringen Lichtstärke noch nicht unmittelbar ins Auge fallen. Andererseits sollten aber Asymmetrien in der Helligkeitsverteilung der gestackten Bilder des Doppelsternsystems erkennbar sein. Hier ist eine Stackversion desselben Objekts:



Diese wurde aus demselben mit der Klee-Barlow aufgenommen Video erzeugt, aus welchem ich auch das entsprechende Einzelbild in der rechten unteren Ecke der weiter oben gezeigten Kollage entnommen hatte.

Nochmal zur Erinnerung an den Maßstab der Abbildung und an die Frage des Auflösungsvermögens der Optik: Die Doppelsternkomponenten stehen in einer Winkeldistanz von 1,44 Bogensekunden!

In der Tat kann man eine leichte Asymmetrie der Helligkeitsprofile erkennen. Da aber Asymmetrien in vergleichbarem Umfang auch in Bildern desselben Objekts erkennbar sind, die im Zentrum des Kamerachips aufgenommen wurden, sehe ich noch keinen zwingenden Anlass, die hier sichtbare Asymmetrie dem Koma-Fehler der Optik zuzuschreiben.

Die Abbildungsfehler sind jedenfalls sehr viel geringer als das, was ich aufgrund der von uns auf unabhängigen Wegen ermittelten Voraussagen erwartet hätte. Ich vermute deshalb, dass sich hier die von Herrn Klee in seine Barlowlinse eingearbeitete Koma-Korrektur schon bemerkbar macht. Dann wäre aber offenbar auch der TS-Barlow eine entsprechende Wirkung zuzuschreiben.

Vielleicht würde es sich tatsächlich lohnen, der Frage nach dem Komafehler nochmal unter Einsatz eines deutlich größeren Kamerachips nachzugehen. Herr Klee bezieht sich beispielsweise in seinem eingangs abgedruckten Statement auf einen Feldblendendurchmesser von 25 mm. Diese Felddurchmesser sind ja bei 1-1/4-Zoll-Okularen von Bedeutung und waren dementsprechend gewiss auch Ziel der Bemühungen von Herrn Klee hinsichtlich einer wirksamen Koma-Korrektur.

Gruß, Jan

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Gerd_Duering Offline
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#886312 - 17/01/2012 12:52 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
vielen Dank für Eure beruhigend klingende Einschätzung, dass nämlich bei dem von mir genutzten Feld von 6 mm (Chipdiagonale) und einer 10" Optik die Koma noch keine Rolle spielen soll. Aus meiner Quelle hatte ich entnommen, dass das "brauchbare Bildfeld" b deutlich kleiner ist, als von Euch angenommen. Dort wird das "Handbuch für Sternfreune" mit dieser Formel zitiert:

b = 0°.003*N²

N ist die Blendenzahl des Parabolspiegels. Als Beispiel wird dort der brauchbare Felddurchmesser eines 10" f/5 Spiegels entsprechend der Formel mit b = 0,075° angegeben, wobei das folgende Grenzkriterium zu berücksichtigen ist:

"Als brauchbares Gesichtsfeld wird das Gesichtsfeld betrachtet, in dem die komatische Querabweichung kleiner als eine Bogensekunde ist."


die Formel bezieht sich auf die reine geometrische absolute Aberration ohne Berücksichtigung der Strahlverteilung und ohne jeden Bezug zur Wellenoptik und zum Beugungsscheibchen.

Für die Definition eines brauchbaren Feldes ist diese Formel daher denkbar ungeeignet.
Besonders wenn es wie im Link um visuelle Beobachtungen geht, dann wird das völlig unsinnig da eben kein Bezug zum Beugungsscheibchen sondern einer willkürlich festgelegten maximal Aberration von 1“ hergestellt wird.

Bei Langzeitbelichtungen kann man das ja noch bedingt für ein entsprechendes FWHM nachvollziehen.
Wobei auch hier nicht die wenig sagende Maximalaberration sinnvoll ist sondern der RMS Spot der wesentlich aussagefähiger ist da hier auch die Strahlverteilung einfließt.
Das FWHM ist schließlich auch nicht die maximal Aberration sondern der Durchmesser der 50% Konzentration!
Noch besser als der RMS Spot wäre die auf Wellenoptik basierende EE Kurve.

Visuell und bei hochauflösenden Kurzzeitbelichtungen wie von Dir hier gemacht ist es Wesentlich Sinnvoller nicht den Feldwinkel zu betrachten sondern den Achsabstand was automatisch einen Bezug zur Öffnung und damit dem Beugungsscheibchen herstellt.

So hat ein 150 f/5 Newton bei Feldwinkel 0,075° = 0,98mm Achsabstand noch Strehl 0,89

Es werden grundsätzlich die Radien und nicht die Durchmesser des Feldes betrachtet!

Dein 250 f/5 hat bei Feldwinkel 0,075° = 1,64mm Achsabstand noch Strehl 0,73

Nun was ist brauchbar.
Visuell ist das für die Achse relativ einfach mit Strehl 0,8 zu beantworten, im Feld muss man berücksichtigen welchen Achsabstand man bei der Förderlichen Vergrößerung also AP 0,8 denn mit dem jeweiligen SGF des Okulares überhaupt erreicht.

Fotografisch muss man schauen welchen Abbildungsmaßstab / Pixel man hat womit wir hier wären.

Antwort auf:
Das Auflösungsvermögen der Optik wird bei gegebener Pixelweite p des Kamerachips bereits mit einer Blendenzahl f/D = 3*p/µm erreicht, siehe hier . Bei meiner Kamera mit p = 3,75 µm führt das zu einer optimalen Ankopplung der Kamera bei f/11 - also in diesem Fall nicht f/20.

Mit 3,75 µm hast Du natürlich schon ein extrem weshalb Du deutlich unter f/20 bleiben kannst.
Die Formel ist mir bekannt, allerdings mit dem korrekten Faktor für 550nm nämlich 3,57.
Die 3,0 gelten für 654nm
Du brauchst also rund f/13,4 um das maximal mögliche Auflösungsvermögen in Linien / mm (nicht mit dem Rayleigh-Kriterium verwechseln!) mit Deinem CCD bei 550nm erreichen zu können.

Kommen wir konkret zu Deiner Konfiguration.
Erreichbarer Feldwinkel 3mm Radius Chip mit Barlow Faktor 2,2 also noch 1,36mm bzw. 0,062°
Der Strehl beträgt hier 0,805 also zufällig die Beugungsgrenze.
Dem Fotografen interessiert eher der RMS Spot Radius.

Der RMS Spot Radius ist der Durchschnitt der Aberrationen aller Strahlen des geometrischen Spots.
Es ergibt sich so bei gleichmäßiger Verteilung der Strahlen über die Öffnung automatisch eine Gewichtung nach Flächenanteil.
Das ist wesentlich aussagefähiger wie die maximal Aberration die sich nach der Seidel Aberration für Koma ergibt auf die sich Deine „Quwelle“ bezieht.

Wie das Ganze jetzt real an genau Deiner Konfiguration aussieht (250 f/5 bei 1,36mm Achsabstand) soll die PSF im Anhang zeigen.
Wie Du siehst merkt man von der Koma nur was an den Beugungsringen.
Da diese aber auf Deinen Aufnahmen nicht sichtbar sind kannst Du auch unmöglich etwas von der Koma erkennen.

Grüße Gerd


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Sven_Wienstein Offline
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#886317 - 17/01/2012 13:01 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

für mich war das eine Info, die ich im Rahmen eines Vortrages von Harrie Rutten zu Korrektoren im Allgemeinen bekommen habe. Die meisten günstigen "Barlows" sind ja nur negative Achromaten und somit keine Barlows.
Televue behauptet von seinen Barlows ("2 Elements of high index glass"), dass sie bis f/4 keine Aberrationen zeigen, im Fließtext eingeschränkt auf "keine beobachtbaren". Zumindest letzteres würde ich nach eigenen Beobachtungen abnicken.
Aber erstere Aussage - machbar?

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Jan_Fremerey Offline
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#886321 - 17/01/2012 13:08 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

vielen Dank für Deine sehr detaillierte und aufschlussreiche Analyse und das PSF-Bild! Demnach würde der Koma-Fehler tatsächlich erst bei größeren Achsabständen sichtbar in Erscheinung treten. Vielleicht werde ich aus Neugier den Test mit einer größeren Kamera bei Gelegenheit noch nachholen.

Original geschrieben von: Gerd_Duering
Die Formel ist mir bekannt, allerdings mit dem korrekten Faktor für 550nm nämlich 3,57. Die 3,0 gelten für 654nm. Du brauchst also rund f/13,4 um das maximal mögliche Auflösungsvermögen in Linien / mm (nicht mit dem Rayleigh-Kriterium verwechseln!) mit Deinem CCD bei 550nm erreichen zu können.

Kannst Du mir bitte noch verraten, auf welche Quelle Du Dich hier beziehst?

Gruß, Jan

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Gerd_Duering Offline
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#886383 - 17/01/2012 16:06 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,

Antwort auf:
Kannst Du mir bitte noch verraten, auf welche Quelle Du Dich hier beziehst?


eine entsprechende Formel findet sich zb. hier.

http://www.sbig.de/universitaet/glossar-htm/sampling.htm

N < d_pixel ÷ (0.51 × lambda)

Daraus kannst Du zb. auch den Faktor 3,56 für Deine vereinfachte Formel ableiten.
1/ 0,51 x 0,55 µm = 3,56

Wir können es aber auch mal ganz ausführlich durchrechnen.

Die Auflösung in l/mm errechnet sich wie folgt.

A = D/f x (1/ Lambda)
A= 250/1250 x (1/0,00055) = 364 l/mm
Was also 1/364 = 0,00275mm entspricht.

Um das mit dem CCD auflösen zu können darf laut Nyquist-Kriterium ein Pixel 0,5 mal so groß sein.
Also 2,75 µm x 0,51 = 1,4 µm
In Relation zu den Pixeln Deines CCDs sind das also 3,75 µm/ 1,4 µm = 2,68
Das Öffnungsverhältnis muss also in Deinem Fall um Faktor 2,68 größer sein.
Also 5 x 2,68 = 13,4

Wie Du siehst kommen wir auch mit der ganz ausführlichen Rechnung auf f/13,4 wenn Du das volle Auflösungsvermögen in l/mm mit Deinem CCD bei 550nm erreichen willst.

@Sven

Antwort auf:
Televue behauptet von seinen Barlows ("2 Elements of high index glass"), dass sie bis f/4 keine Aberrationen zeigen, im Fließtext eingeschränkt auf "keine beobachtbaren"…………….
Aber erstere Aussage - machbar?

Na ja wie gesagt auch einfache Barlows vertragen schnelle Öffnungsverhältnisse nicht so gut.
Mit 2 Linsen muss man an f4 schon sämtliche Register ziehen ( ED Element mit ausgesuchtem Partnerglas und Luftspalt) um hier eine entsprechend ordentliche Abbildung zu bekommen.
Aber natürlich lassen sich Aberrationen nicht vollkommen vermeiden, sie können aber tatsächlich recht klein gehalten werden.
Kommt natürlich immer auch auf den betrachteten Achsabstand an.
Dazu schweig ja Televue offensichtlich?


Grüße Gerd

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Jan_Fremerey Offline
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#886434 - 17/01/2012 18:14 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Gerd,

Dank für Deine ausführliche Herleitung! - Möglicherweise ist Stefan Seip mit demselben Rechenschema zu der von Dir zitierten Formel gelangt, wie Du es hier vorexerziert hast, und es ist somit kein Wunder, dass Ihr beide bis in die zweite Nachkommastelle zu demselben Ergebnis kommt.

Ich möchte Euren Überlegungen gar nicht widersprechen, obwohl mir die Ableitungen und die Anwendung des Nyquist-Kriteriums an dieser Stelle etwas zu "statisch" erscheinen.

Letztlich ist doch die Modulationsübertragungsfunktion von Bedeutung, und die profitiert m.E. im Falle der Aufnahmetechnik mit Video und Stack nicht unerheblich von dem "Jitter", der durch die Luftbewegung (Seeing) in den Aufnahmeprozess hineingebracht wird. Es ist z.B. bekannt, dass der Quantisierungsfehler von elektronischen Zählern durch das Überlagern eines Rauschsignals weitgehend ausgeschaltet werden kann, und auf diese Weise eine höhere Zeitauflösung durch Interpolation möglich wird. Diese Aspekte bleiben bei der von Dir/Euch angewendeten Herleitung unberücksichtigt.

Interessant in diesem Zusammenhang finde ich die Entwicklung des menschlichen Auges (nicht nur diese), die sich ja über längere Zeiträume der praktischen Erprobung hingezogen hat. Dort hat man es auch überwiegend mit der Verarbeitung von bewegten Bildern zu tun, und die Netzhaut-Sensoren sind mit p ~ 5 µm bei f/10 bis f/15 offenbar ganz günstig angekoppelt.

Jedenfalls danke ich Dir nochmal ausdrücklich für Deinen aufklärenden Beitrag zur Frage, inwieweit der Komafehler bei Verwendung eines 1/3"-Chips an meinem Teleskop von praktischer Bedeutung ist.

Gruß, Jan

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Bresser_GmbH Offline
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#886637 - 18/01/2012 10:14 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan und alle,

ich möchte nur zwei Dinge kurz anmerken:
1) Das Nyquist-Kriterium bezieht sich meines Wissens auf die Strukturbreite des Empfängers. Das ist aber nicht die Kantenlänge eines Pixels, sonder dessen Diagonale. Also bei quadratischen Pixel ein Faktor Wurzel2 ~1,42.
2) Hier wird vor allem über das Aussehen von Sternen diskutiert. Das greift meines Erachtens nicht weit genug. Auch Abberationen, die ich aufgrund der geringen Flächenhelligkeit nicht sehen kann, beeinflussen das Bild. Die verschmierte Lichtenergie mindert den Kontrast - und zwar auch visuell in ganz deutlichem Umfang. Wenn man einen guten Komakorrektor in einen Newton steckt, wird der Himmelshintergrund dunkler. Das ist zum Teil der dann etwas geringeren Vergrößerung geschuldet, meines Erachtens reicht das jedoch bei weitem nicht für die dramatische Verbesserung des Kontrasts.
Zur Verdeutlichung habe ich mal die 2D und 3D Darstellung der PSF eines 16" f/4 Spiegels gemacht. Bildpunkte sind Mitte, Rand und 70% wie üblich. Man sieht ganz links, wie wenig von dem Peak noch übrigbleigt.

Clear skies

Tassilo


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Sven_Wienstein Offline
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#886669 - 18/01/2012 12:01 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Bresser_GmbH]


Hallo Tassilo,

ich bin im Folgenden nur Oberflächlich drin, aber was die Abtasttheoreme, und man muss bei der Bildüberlagerung sowohl auf Shannon als auch auf Nyquist Bezug nehmen, nicht abbilden ist die Phasenverschiebung eines Signals. Man kann den Ort eines Peaks nämlich bei entsprechender Auflösung (Oversampling) mit einer Auflösung von Bruchteilen des Airy-Scheibchens feststellen. Nur bedingt das keinen Auflösungsgewinn oder Kontrastgewinn. Ist eben ein Doppelstern erstmal getrennt kann man bei entsprechender Abtastung einen Abstand auf 1/10 Beugungsscheibchen genau angeben und dadurch enthält ein mit erhöhter Auflösung überlagertes Bild eben auch mehr Information, aber das hebt den Kontrast nicht an. Es führt eigentlich nur zur Minimierung von Verlusten bei der Überlagerung, da ja beim Überlagern von leicht zueinander versetzten Abtastpunkten ein gewisses Verschmieren dieser Abtastpunkte entsteht. Das sind aber alles Dinge, die quasi die "Abtast-Seite" optimieren. Am Bild und der darin enthaltenen Information ändert das nichts. Den Jitter und das Rauschen braucht man einfach deshalb, weil man sonst 100 mal dasselbe Bild überlagert und durch 100 teilt, was keinen Informationsgewinn beinhaltet. Auch dann nicht, wenn man das Bild auf eine höhere Auflösung hin hochrechnet. Verschiebt man aber die Abtastpunkte gegeneinander, so gewinnt man nur Information, die im Bild schon drin steckt, nicht information, die das Teleskop über seine MTF nicht ins Bild hinein bekommt.
Unterhalb der Auflösungsgrenze wird die MTF ja auch nicht ganz null - sie ist nur verdammt nah dran. Um das abzutasten braucht man kein Summenbild, wenn man nur genau genug messen kann. Dort wo die Messgenauigkeit aufhört, kommt dann die statistische Auswertung von Mehrfachbelichtungen. Das ist also etwas, womit man Schwächen des Sensors ausbügelt. Aus der Optik holt man nichts heraus, was nicht im Einzelbild schon drin ist.

Clear Skies
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Gerd_Duering Offline
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#886742 - 18/01/2012 14:53 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Bresser_GmbH]


Hallo Tassilo,

Antwort auf:
1) Das Nyquist-Kriterium bezieht sich meines Wissens auf die Strukturbreite des Empfängers. Das ist aber nicht die Kantenlänge eines Pixels, sonder dessen Diagonale. Also bei quadratischen Pixel ein Faktor Wurzel2 ~1,42.


das kann man so nicht sagen, es kommt schlicht auf die Richtung der Abtastung an.
Haben wir zb. keine quadratischen sondern rechteckige Pixel mit meinetwegen 8 µm Länge und 4µm Breite dann ist schlicht die mit dem Sensor erreichbare lineare Auflösung in der Länge nur halb so groß wie in der Breite.
Und nur wenn wir die Sache Diagonal betrachten (Abtasten) dann müssen wir die Diagonale der Pixel heranziehen.

Antwort auf:
Wenn man einen guten Komakorrektor in einen Newton steckt, wird der Himmelshintergrund dunkler. Das ist zum Teil der dann etwas geringeren Vergrößerung geschuldet, meines Erachtens reicht das jedoch bei weitem nicht für die dramatische Verbesserung des Kontrasts.

Den zusätzlichen Transmissionsverlust den der Korrektor einführt würde ich in der Überlegung jetzt aber auch nicht untern Tisch fallen lassen.

Antwort auf:
Zur Verdeutlichung habe ich mal die 2D und 3D Darstellung der PSF eines 16" f/4 Spiegels gemacht. Bildpunkte sind Mitte, Rand und 70% wie üblich. Man sieht ganz links, wie wenig von dem Peak noch übrigbleigt.


Irgendwie passt das jetzt aber nicht so wirklich zur gerade diskutierten Situation.
Es ging gerade um einen f/5 bei 1,36mm Achsabstand.
Was soll da jetzt ein f/4 bei 15mm Achsabstand?
Nicht falsch verstehen selbstverständlich ist ein Komakorrektur dort sehr sehr sinnvoll, auch Visuell.
Aber in der hier diskutierten Situation f/5 Newton mit dem kleinen Chip und der Barlow bringt der eben noch nicht viel.
Da sieht die Sache nämlich so aus.

Grüße Gerd



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Bearbeitet von Gerd_Duering (18/01/2012 14:56)

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Gerd_Duering Offline
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#886762 - 18/01/2012 15:47 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Bresser_GmbH]


Hallo Tassilo,

Antwort auf:
2) Hier wird vor allem über das Aussehen von Sternen diskutiert. Das greift meines Erachtens nicht weit genug. Auch Abberationen, die ich aufgrund der geringen Flächenhelligkeit nicht sehen kann, beeinflussen das Bild.

wenn Du Dich da auf Dein Beispiel 16“ f/4 bei 15mm Achsabstand beziehst.
Das ganze sieht in der etwas aussagefähigeren Draufsicht dann so aus.

Grüße Gerd


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PSF400F4_15mm_Achsabstand.jpg

PSF400F4_15mm_Achsabstand2.jpg




Bearbeitet von Gerd_Duering (18/01/2012 15:56)

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Bresser_GmbH Offline
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#886979 - 19/01/2012 09:35 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Gerd_Duering]


Hallo Sven und Gerd,

ich war unpräzise.
Punkt 1 bezog sich auf Gerds Post vom 17.01 16:10
"Um das mit dem CCD auflösen zu können darf laut Nyquist-Kriterium ein Pixel 0,5 mal so groß sein." - Um nicht eine inhomgene Auflösung über das Feld zu haben muß hier eben noch ein Faktor 1/Wurzel2 rein. Die Komafigur zeigt ja radial nach außen, ist also genau in der Richtung der verminderten Auflösung orientiert. Deswegen stimmt die Formel nur mit dem Faktor 0,5 so nicht, es muß 0,3536... sein. Daraus resultiert dann eine längere Brennweite, ab der man das Koma sehen kann.

Punkt 2 bezog sich nicht auf Jans Problem, sondern auf die Diskussion davor "wann kann ich Koma sehen".

Clear skies

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tommy_nawratil Offline
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#887064 - 19/01/2012 15:25 Re: Statement von Heinz W. Klee zur Koma [Re: Bresser_GmbH]


hallo,

sehr interessante Diskussion. Aus der Praxis kann ich beisteuern, dass das Nyquist bzw Shannon Theorem eher eine untere Grenze bezeichnet bei der man eine Koma sicher identifizieren kann. Ein runder Stern besteht in der Regel ja nicht aus 2 Pixeln, oder sogar 4 Pixeln, und eine Koma wäre da noch nicht feststellbar, bzw trennbar von der Lage des Sterns über dem Pixelraster, wodurch jedes Pixel eine etwas andere Lichtmenge abbekommt.

Sicher identifizieren könnte man das erst bei wesentlich grösseren Sternfiguren, zB bei helleren Sternen wo die Koma dann auch an entsprechend weiter weg liegende Pixel Licht lieferte.

lg Tommy
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