100% Ausleuchtung beim Newton

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kurt753

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Guten Abend,

es beschäftigt mich folgende Frage:
Visuell wird immer wieder vom zb: 10 mm Feld von 100% Ausleuchtung gesprochen. Aber was heißt das genau. Vom Hauptspiegel kommt der Lichtkegel und der bleibt doch immer gleich. Diesen Lichtkegel betrachte ich mit dem Okular. Ich betrachte also den vollen Kegel. Habe ich da eine Denkfehler?

Mfg,Kurt
 
Hi,
'Ferndiagnosen' sind immer schwierig. Der 'Denkfeher' könnte aber folgender Aspekt sein: Stelle dir statt eines spitzen Kegels einen stumpfen vor, d.h. einen mit abgeschittener Spitze. Auf diese Kreisfläche wird nämlich der Blickwinkel abgebildet, denn du willst ja einen gewissen Bereich sehen, von ein paar " bei Planeten bis zu ein paar ' od. ° bei Deep Sky Objekten.
-cb
 
Der spitze Kegel ist schon ok.
Man kann den Kegel jetzt gedanklich verschieben so lange, bis er vom Fangspiegel beschnitten wird.
Je größer der Fangspiegel, desto weiter kann man schieben.
Dieser Weg x2 ist dann der Durchmesser für die 100% Ausleuchtung.
Zeichne dir das mal auf, dann wird es klar.
 
Guten Morgen,

ich schaue doch immer 100%, wenn der Fangspiegel zu klein ist beobachte ich nicht mit dem ganzen Hauptspiegel. Wenn ich einen größeren Fangspiegel verwende verlagere ich ja nur den Fokus weiter raus. Und wie kann ich für ein bestimmtes Okular den Fokus mm genau berechnen. Gibt es da Listen oder kann man das nur probieren.

-Mfg
 
Hallo Kurt,

Stell dir mal vor, es gäbe nur den Haupt und Fangspiegel. Schaust du jetzt im Brennpunktabstand auf der optischen Achse auf den Fangspiegel, solltest du den ganzen Hauptspiegel sehen. gehst du jetzt ein Stück zur Seite, ist der Hauptspiegel im Fangspiegel erst nur noch teilweise, dann gar nicht mehr zu sehen. Der Bereich der 100 Prozent Ausleuchtung ist derjenige Kreis in der Brennebene, in der noch der ganze Hauptspiegel zu sehen ist. Steckst du nun ein Okular dahinter, das eine größere Linse zum Teleskop hin hat als dieser Kreis, dann trägt in den äußeren Bereichen nicht mehr die volle Öffnung zur Bilderzeugung bei, die Grenzgröße im äußeren Bereich des Bildfeldes ist dann etwas kleiner, das Bild etwas dunkler.

Zumindest habe ich das immer so verstanden...

VG Klaus
 
Hallo Mike, ich meinte damit wenn ich einen größeren Fangspiegel nehme ich weiter zum Hauptspiegel muß damit ich den größeren Kegel erwische.
-Mfg
 
Zitat von kurt753:
es beschäftigt mich folgende Frage:
Visuell wird immer wieder vom zb: 10 mm Feld von 100% Ausleuchtung gesprochen. Aber was heißt das genau. Vom Hauptspiegel kommt der Lichtkegel und der bleibt doch immer gleich. Diesen Lichtkegel betrachte ich mit dem Okular. Ich betrachte also den vollen Kegel. Habe ich da eine Denkfehler?
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Ab einem bestimmten radialen Abstand von der optischen Achse sieht ein Feldpunkt nur noch einen Bruchteil des Objektivs. Das kann bei einem Refraktor durch eine Blende verursacht werden, beim Newton ist es der kleine Durchmesser des Fangspiegels. Man kann sich das alles mit einfachen geometrischen Überlegungen mit dem Strahlensatz klarmachen: Ausleuchtung am Newton

Feldausleuchtung_.jpg


Für eine vorgegebene Optik mit Öffnung D und Brennweite f hängt der Durchmesser d des zu 100% ausgeleuchtete Feldes dann beim Refraktor von der Apertur der Blende B und ihrer Ablage f ' vor der Brennebene ab. Beim Newton ist es völlig analog der kleine Durchmesser des Fangspiegels und seine seitliche Ablage von der optischen Achse:

B = (f '/f) D + (1 - f '/f) d

oder nach d aufgelöst:

d = [B - (f '/f) D] / (1 - f '/f)

Wenn man z.B. für einen Newton mit D = 200 mm und f = 1200 mm ein zu 100% voll ausgeleuchtetes Feld von d = 27 mm anstrebt, entsprechend der Diagonale eines APS-C Sensors, dann ergibt sich für eine seitliche Ablage der Brennebene von f ' = 175 mm

B = (175/1200) 200 mm + (1 - 175/1200) 27 mm = 52,2 mm

Oder für eine seitliche Ablage der Brennebene von f ' = 200 mm

B = (200/1200) 200 mm + (1 - 200/1200) 27 mm = 55,8 mm

Da das Auge einen logarithmischen Response hat und eine Abschattung am Feldrand von 30% kaum wahrnimmt, wird man für visuell ausgelegte Newtons kleinere Fangspiegel bevorzugen. Auch für rein fotografische Anwendungen ist eine Auslegung für 100% Ausleuchtung eher selten, zumal sich ein moderater Abfall zum Feldrand mit den ohnehin üblichen Flats gut kompensieren lässt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,
Der Kegel (Strahlengang) den du oben in der Grafik siehst, gilt nur für den Punkt deines beobachteten Objektes der direkt auf der optischen Achse liegt, also nur für den der Mittelpunkt deines Bildes. Für einen Punkt (Objekt) außerhalb der Bildmitte, kannst du wieder diesen Kegel zeichnen, dieser trifft den Fangspiegel aber seitlich versetzt. Er ist nicht mehr zentrisch zur optischen Achse. Je weiter dein Objekt von der Bildmitte entfernt ist, je weiter wandert der Kegel zum Rand des Fangspieles. Irgendwann hast du nicht mehr 100% des Kegels auf dem Fangspiegel und ein Teil des Lichte fällt nicht mehr in dein Auge oder den Sensor. Alles was weiter von der Bildmitte entfernt ist wird so immer dunkler.

Vielleicht hilft dir das als einfache Erklärung, Martín hatte es schon angerissen.

Grüße
Markus
 
Guten Morgen,
jetzt sehe ich klar, wenn ich bei meinem Newton mehr 100% Ausleuchtung will, brauche ich nur einen größeren
Fangspiegel einzubauen.

Mfg,Kurt
 
:y: Oder bei Eigenbau von vorne herein den Brennpunkt über Tubus so weit reinwärts (Richtung FS) setzen, wie möglich.
Kurbauenden OAZ verwenden und die Lage der Feldblende der zu verwendenden Okulare berücksichtigen.
Bzw. der zu verwendenden Komponenten (Barlow, etc).
Kann man alles sehr gut per Zeichnung ermitteln.
 
Zitat von fizeff:
Der Kegel (Strahlengang) den du oben in der Grafik siehst, gilt nur für den Punkt deines beobachteten Objektes der direkt auf der optischen Achse liegt, also nur für den der Mittelpunkt deines Bildes.
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Wenn du die Grafik von Peter meinst dann stimmt genau das nicht.
Peter hat nicht den Kegel für einen Punkt dargestellt sondern für ein bestimmtes Feld.
Eigentlich müsste man mehrere Kegel darstellen um das Feld zu erfassen.
Das hat Peter vereinfacht und nur die Feldbegrenzung als Kegel dargestellt.
Das kann man so machen aber es muss natürlich dann auch klar sein das der Kegel so wie von Peter dargestellt nicht für eine Punktabbildung steht, weder auf der Achse noch im Feld
Um den Unterschied deutlich zu machen hier noch mal die aufwendigere Darstellung für 3 Punkte.
Grün ist die Achse, Rot und Blau stehen für das Feld.

Newton1.jpg

Newton2.jpg



Grüße Gerd
 
Zuletzt bearbeitet:
Zitat von Gerd_Duering:
Wenn du die Grafik von Peter meinst dann stimmt genau das nicht.
Peter hat nicht den Kegel für einen Punkt dargestellt sondern für ein bestimmtes Feld.
Eigentlich müsste man mehrere Kegel darstellen um das Feld zu erfassen.
Das hat Peter vereinfacht und nur die Feldbegrenzung als Kegel dargestellt.
Das kann man so machen aber es muss natürlich dann auch klar sein das der Kegel so wie von Peter dargestellt nicht für eine Punktabbildung steht, weder auf der Achse noch im Feld
Um den Unterschied deutlich zu machen hier noch mal die aufwendigere Darstellung für 3 Punkte.
Grün ist die Achse, Rot und Blau stehen für das Feld.

Den Anhang 224603 betrachten
Den Anhang 224604 betrachten


Grüße Gerd
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Da hast du natürlich recht, war nicht exakt. Du hast visualisiert was ich versucht habe sehr einfach zu erklären. Leider nützt auch diese Grafik nicht viel, wenn man nicht die Verbindung zwischen Sichtfeld und Bildfeld (Bildkreis) herstellen kann, das muss man vorher verstanden haben. Ich bin ein Fan von Erklärgrafiken, aber in so einem komplexen Thema, können sie auch mehr verwirren, wenn man den ersten Schritt der Dekution nicht verstanden hat.

Ich denke Kurt hat es verstanden - lass dich jetzt nicht wieder verwirren... deine Schlußfolgerung, größerer Fangspiegel, mehr Ausleuchtung ist richtig!

Du musst aber aufpassen hier nicht zu übertreiben. Verwendest du z.B. eine DSLR, dann wirst du irgendwann am Bildrand die Abschattung des Spiegelkasten sehen, auch wenn du 100% Ausleuchtung hast, dann bringt ein größerer FS auch nichts mehr. Mit einer größeren Abschattung durch den Fangspiegel bekommst du noch andere Effekte, so nimmt der Kontrast im Bild ab. Das Thema ist richtig komplex und du musst da richtig tief in die theoretische Optik einsteigen. Falls du tiefer einsteigen möchtest schau folgenden Link an Berechnen der Fangspiegelgröße etc. und darüber tiefer einsteigen.

Grüße
Markus
 
Zitat von fizeff:
Falls du tiefer einsteigen möchtest schau folgenden Link an Berechnen der Fangspiegelgröße etc.
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Hallo Markus, die von dir verlinkten Formeln auf der Seite von Otterstedt, können so nicht stimmen, und zwar aus einfachen dimensionalen Gründen. Anscheinend wurde da zumindest die Bedeutung der jeweiligen Größen beim Abschreiben aus den zitierten Quellen falsch interpretiert:

(1) Die Formel von Peters & Pike aus S&T von 1977 stimmt genau mit meiner Formel überein, wenn man die jeweiligen Bezeichnungen substituiert, aber nur, wenn f die Brennweite und nicht das Öffnungsverhältnis bezeichnet!

(2) Auch die angeblich von Walter E. Schön stammende Formel kann so, wie sie da von Otterstedt zitiert wird, nicht stimmen, und zwar aus dimensionalen Gründen: Die Bedeutung von F wird nicht erklärt, aber egal, ob es sich dabei um die Brennweite oder um das Öffnungsverhältnis handelt, führt es zu Widersprüchen:
  • Da steht im Zähler des Bruchs: (D - IF) + F * IF, das geht nur, wenn F dimensionslos ist, also vielleicht ein Öffnungsverhältnis.
  • Im Nenner des Bruchs steht aber: 4F² - (D - IF)², das geht wiederum nur, wenn F die Dimension einer Länge hat!
Wie man es auch dreht, kann es so nicht stimmen ...

Ich habe mir die zitierten Quellen noch nicht angeschaut, aber ich vermute, dass diese falsch übertragen wurden.

Ich vermute, dass die Formel mit quadratischen Ausdrücken von W.E. Schön versucht, einen Offset des Fangspiegels bei schnellen Öffnungsverhältnissen zu berücksichtigen. Aber das ist erst mal reine Spekulation. Es ist klar, dass ein Offset die Symmetrie der Geometrie bricht und daher nicht mit einer so einfachen Formel wie von mir oder Peters & Pike beschrieben werden kann.

Gruß, Peter
 
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Hallo,
nach meinem Verständnis beschreibt die Formel von Peter

B = (f´ / f) D + (1-f´ /f ) d

auch das Feld.

Der erste Term (f´ / f ) D beschreibt die Blende B für den von Gerd grün dargestellten Strahl, welcher den Mittelpunkt von d ausleuchtet.
Dafür reicht eine kleinere Blende B = (f´ /f) D aus. Für eine volle Ausleuchtung des Feldes d muss die Blende um (1 - f´/f) d größer sein. Deshalb steht da + in der Formel. Wenn ich den grünen Strahl von Gerd in Peters Skizze einzeichne, verbleiben bei B oben und unten 2 Teilstücke. Nach dem Strahlensatz können die beiden Teilstücke beschrieben werden mit

B teil = ( f - f´ / f ) d

umgeformt und f ausgeklammert

B teil = f ( 1- f´ / f ) / f d = ( 1 - f´ /f ) d

der zweite Term von Peters Formel.

Viele Grüße Jan
 
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