Hallo Frank,
Die "Auflösung" des AiryDisk (ob nun Seeing limitiert oder nicht). Teleskope mit gleichem Öffnungsverhältnis produzieren ein gleich großes Airy Disk.
Ich verstehe die Zusammenhänge so (bitte korrigiert mich, wenn es falsch ist):
Die Airy-Disk ist eigentlich definiert als die FWHM des Interferenzmaximums nullter Ordnung der Airyfunktion, welche sich aus der Interferenz von kantengebeugtem Licht mit der einfallenden Wellenfront ergibt. Ist diese Kante kreisförmig, ergibt sich eine rotationssymmetrische Kreisfigur, die Airy-Disk. Da spielt das Seeing keine Rolle. Dieses verschmiert durch sich statistisch verändernde Einfallwinkel der Wellenfront (Phasenverschiebung) nur das eigentliche Beugungsscheibchen, dann in der Regel verzerrt und fraktioniert als Specklemuster, auf dem Sensor. Wird dort lange genug integriert, so entsteht aufgrund der statistischen Natur des Vorgangs ein Seeingscheibchen, welches einen gaussförmigen Intensitätsverlauf über seinen Durchmesser aufweist und dessen Fläche sich durch die Addition nach Gauss der mittleren Wellenfrontstörung durch das Seeing und der Wellenfrontstörung durch die Beugungsinterferenz berechnet (ein beugungsbegrenzt arbeitendes optisches System vorausgesetzt).
Dadurch ergibt sich die zweidimensionale Auflösung je nach Abtasttheorem danach, wie weit zwei dieser Seeingscheibchen in der Bildebene überlagert sind. Wenn ich mich recht erinnere, dann fällt bei Airy das Maximum des einen Seeingscheibchen in das erste Minimum des anderen Seeingscheibchen, um noch als getrennt erkennbare (aufgelöste) Seeingscheibchen zu gelten. Das setzt dann voraus, dass ein wie auch immer gearteter Detektor eine mindestens doppelt so hohe Abtastfrequenz (Nyquist, etc.) hat, wie das kleinste darstellbare Inkrement, also das Seeingscheibchen.
Dabei ist das Seeingscheibchen bei gleichem f/D immer ähnlich groß. Das resultiert daher, dass zwar das Beugungsscheibchen gleich ist, aber sich der Seeingeinfluss mit zunehmender Teleskopöffnung ändert (Stichwort Friedparameter). Was sich aber mit der Teleskopöffnung ändert (bei gleichbleibendem f/D) ist die Intensität des Seeingscheibchens, da der Photonenfluss in der Bildebene natürlich entsprechend höher wird.
Daher ist ein Vergleich von großen zu kleinen Teleskopöffnungen auch nur bei gleichem Pixelmaßstab (Abbildungsmaßstab) aussagekräftig. Und das entkräftet deine Theorie, dass der Bildwinkel damit etwas zu tun hat:
Aber nun kommt die räumliche Komponente ins Spiel. Ein 70mm Teleobjektiv (kleiner Apo) bildet ein großes Feld am Himmel auf dem Chip ab, ein 10m Spiegel ein sehr kleines Feld. D.h. das Großteleskop hat eine deutlich bessere räumliche Auflösung. Zwei eng benachbarte Sterne (oder Details oder whatever) können viel besser getrennt werden. Das ist natürlich auch wieder Seeing abhängig, denn bei ruhiger Luft kann ich die beiden auch trennen, wenn sie sehr eng beieinander liegen.
Dieser wird bei kürzerer BW nur dann größer, wenn bei gleichem Pixelmaßstab die Pixelanzahl des Sensors steigt (und damit die Sensorgröße), oder bei gleicher Pixelzahl sich der Abbildungsmaßstab ändert, was dann in einer nicht mehr vergleichbaren Auflösung resultiert.
Daher sind auch die ganzen angeführten Bildvergleiche in keinster Weise zur Klärung oder auch nur zur Veranschaulichung des Sachverhalts, bzw. der Fragestellung geeignet.
Eine größere Teleskopöffnung bringt daher ohne technische Hilfsmittel wie adaptive Optiken keinen wirklichen Auflösungsgewinn. Allerdings bringt sie bei gleicher Belichtungszeit und gleichem Rauschverhalten/Sensitivität des Detektors eine bessere Grenzgröße, womit tiefere Aufnahmen möglich sind, bzw. schwächere Objekte erfasst werden können, welche vorher im Rauschen untergegangen sind. Oder aber, es steht von manchen Objekten erst mit größerer Öffnung genug Signal zur Verfügung, um z.B. Spektrometrisch arbeiten zu können.
Das war jetzt viel Text, vielleicht hilft es ja ein wenig für das Thema...
Grüße Markus
Ein P.S. noch: Bei der DS-Fotografie bewegt man sich in der Regel eher abseits von Abbildungsmaßstäben an der Auflösungsgrenze der Teleskope. Das kommt dann eher bei der Planetenfotografie zum Tragen, wo das Seeingscheibchen vom Detektor auch wirklich entsprechend gesampelt aufgelöst wird.
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