[DIY] Protuberanzenbeobachtung - Lyot Coronograph mit Etalon?

  • Ersteller des Themas Ersteller des Themas Ehemaliges Mitglied 78007
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Ehemaliges Mitglied 78007

Hallo liebe Freunde der Sonne,

Die heute erhältlichen H-Alpha-Etalonsysteme zeigen, was sie zeigen können.

Ich habe leider keine Erfahrung mit Coronographen. „Lohnt“ sich der Bau eines Coronographen noch?

Ließe sich die Leistung der heutigen H-Alpha-Etalonsysteme noch steigern, wenn ein H-Alpha-Etalon in der Lyot‘schen Anordnung (Relaisoptik mit Feldlinse) mit Abblendkegel und Lyot-Blende verwendet werden würde? Stichwort Streulicht.

Besten Dank schon mal für eure Gedanken.

Grüße, *entfernt*
 
Hallo,

Ich habe den Lyotspot bei meinen Versuchen 1997/98 getestet und ihn für die Protuberanzenbeobachtung nicht für nötig befunden.

Der Originalkorono*entfernt* von Lyot hatte eine 5 Zoll Plankonvexe Einzellinse als Objektiv. Wenn man sich die Streulichtverhältnisse darin anschaut sieht man, dass die zum Okular stehende Planfläche des Objektiv die Lichtstrahlen wieder zum Teil zurückreflektiert. Diese reflektierten Strahlen treffen nun von hinten auf die vordere gekrümmte Fläche des Objektivs auf. Diese gekrümmte Fläche wirkt jetzt wie ein Hohlspiegel und sammelt diese Streulichtstrahlen so, dass ein heller Lichtpunkt im Strahlengang entsteht. Bei meiner Originalkonstruktion 127/1300AK von Lk war dieser etwa 12cm hinter dem Objektiv im Strahlengang deutlich sichtbar, wenn man ein weißes Blatt in den Strahlengang gehalten hat. Mit der Hilfslinse wird nun dieser Lichtklecks auch in den sekundären Strahlengang übertragen und bildet sich kurz hinter der Lyotblende ab. Hat man jetzt eine kleine runde schwarze Scheibe dorthin platziert (auf die Oberfläche des Projektionsobjektivs oder auf eine Planscheibe) wird auch dieses erzeugte Streulicht vollständig ausgeblendet.

Ich hatte Versuche mit unterschiedlichen Größen dieser Blenden gefahren bis die Beugung sehr groß wurde. In keinem Fall konnte man die Kontrasterhöhung bei der Protubenbeobachtung visuell erkennen bzw. nutzbringend umsetzen. Somit habe ich die Sache nicht weiter verfolgt. Ich konnte damal jedoch auch ohne diese Zusatzblende einmal in der grünen Koronalinie helle Strukturen am Sonnenrand erkennen! Man war jedoch auf astreine Durchsicht angewiesen. Halpha ist da wesentlich eindrucksvoller.

Sicher kann man auch eingeschlepptes Streulicht der hinteren Kegelfläche damit reduzieren. Dieses ist jedoch nicht so entscheident für eine kontrastreiche Abbildung.

Der Uni als Sonneninstrument zeichnet sich gegenüber der Originalversion von Lyot vor allem durch seine harte Abbildung in Verbindung mit der geringstmöglichen Anzahl optischer Bauelemente bei hoher kontrastreicher Abbilung und normaler Verwendungsmöglichkeiten eines Refraktors aus. Erkauft wird dieser Vorteil durch eine Vignittierung des sekundären Strahlenganges.

cs Harald
www.unigraph.de

Hallo zusammen,

eine Erfahrung habe ich bei meinen eigenen Recherchen gefunden. Klare Aussage: die Lyot-Blende hat in diesem Fall für die Protuberanzen nichts gebracht.
 
Hallo Henning,

die Frage ist berechtigt!

Ich besitze einen Protuberanzenansatz mit einem relativ "breiten" Filter von 30 Angström.
Bei guter Durchsicht der Luft zeigt er die Protuberanzen schön und sehr kontrastreich.
Sogar mit normalen Rotfiltern kann man die Protuberanzen damit sehen.

Leihweise hab ich auch noch, von einem Freund einen Day-Star-H-Alpha-Filter mit 0,6 Angström.
Der zeigt natürlich die ganze Sonne und die Protuberanzen.

Aber...
im Protuberanzenansatz sehe ich die Protuberanzen selber viel schöner und kontrastreicher, weil
man ja nicht durch die Sonne geblendet wird.
Ich denke da liegt die Stärke des Protuberanzenansatzes.

Herzliche Grüsse
Rainer
Der Beitrag liegt eine Reihe von Jahren zurück, dennoch wert zitiert zu werden, habe ich bei meinen eigenen Recherchen gefunden.

Stichworte für die Suchmaschine: Korono*entfernt*, Koronograph, Corono*entfernt*, Coronograph, Protuberanzenansatz, Coronagraph, Corona*entfernt*, Koronagraph, Korona*entfernt*
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo

„Lohnt“ sich der Bau eines Coronographen noch

Das kommt drauf an was du machen möchtest?
Visuell finde ich persönlich gibt es nichts besseres und ästhetisch schöneres als Protuberanzen mit einem Protuberanzenansatz zu beobachten, das ist wie eine künstliche Sonnenfinsternis.
Gerade wenn die Sonnenaktivität steigt, und sich so richtig große Protuberanzen in den Raum erstrecken ist das ein ganz besonderes Naturschauspiel.
Auch habe ich bis jetzt kein H-apha System bzw. Etalon ohne Kegelblende gesehen, welches die Protuberanzen auch nur annähernd in gleicher Qualität zeigen könnte.
Denn je engbandiger die Halbwertsbreite desto dunkler wird das Bild, so dass Außenbereiche der Protuberanz geschluckt werden und je offener desto mehr Streulicht kommt von der Sonnenoberfläche ins Bild was wiederum die Protuben stören kann.
Meiner Meinung nach schaffen die Etalons es nicht diese optimalen Kontrastverhältnisse zu generieren wie eine Kegelblende durch das Ausblenden der Sonnenscheibe.

Frag doch mal den Harald Paleske, der ist mit Sicherheit auf dem Gebiet eine Referenz!

Gruß
CS
 
Hallo Reinhold,

ich baue selbst solche Geraete (siehe z.B. hier: Protuberanzen nur in H-alpha sichtbar? ).

Ich besitze auch ein PST und im Vergleich wuerde ich folgendes sagen:

- Bei klarem Himmel und mit einem 10A Filter ist der Kontrast im Koronagraphen wesentlich hoeher als im PST
- Generell ist das instrumentelle Streulicht ohne Lyotblende ca. 100-1000x hoeher als mit (je nach Geraet)
- Durch die Atmosphaere reduziert sich der Vorteil, von vielleicht 100x im Hochgebirge zu keinem Vorteil mehr im bei Dunst
- Die Transmission im Koronagraphen ist 50%-80% je nach Filter, ein PST duerfte um die 20% haben. Daher kann man im K. hoeher vergroessern bevor "das Licht ausgeht"

Allerdings ist ein K. teuerer, man muss ihn selbst bauen, er braucht eine parallaktische Montierung, er zeigt die Oberflaeche nicht und er ist schwieriger handzuhaben.

Auf der anderen Seite zeigt er Protuberanzen (visuell) wesentlich schoener als ein Etalongeraet, und man kann mit entsprechenden Filtern Protuberanzen auch in mehreren anderen Spektrallinien beobachten.


Noch eine Anmerkung zur urspruenglichen Frage: Ein engbandinges Etalon ist fuer einen K. nicht noetig, sogar eher hinderlich: um das Etalon wirklich richtig zu nutzen braucht man f/#=40 oder hoeher und einen echt telezentrischen Strahengang. Das wuerde den K. sehr lang machen, und auch noch teurer wegen der grossen Linsen im Relaissystem.

Viele Gruesse,
Klaus
 
Hallo Klaus,

vielen Dank für deine Erfahrungen. Das macht Mut.

Zum Hintergrund. Ich besitze eine Relaisoptik aus einem Militärperiskop, bestehend aus O2, O3, und O3‘ in dieser Darstellung


Die drei Optiken habe ich in T2-Module gesetzt, um flexibel zu bleiben. Zwischen O3 und O3‘ kommt ein reines PST-Luftspaltetalon, dessen Hilfsoptik entfernt wurde. Gedacht ist das Ganze als H-Alpha-Ansatz ohne Eigenvergrößerung. Den kann ich an verschiedenen Teleskopen nutzen und zudem vermeide ich f/30 Öffnungszahlen.

Da ich das Ganze modular aufbaue, könnte ich ein T2-Lyot-Blendenmodul einsetzen, und gegebenenfalls ein Kegelhaltermodul dazu nehmen.

Derart aufgestellt, könnte ich es mir aussuchen, wie ich beobachten möchte.

Allerdings ist die Mechanik zur exakten Positionierung der Lyot-Blende etwas herausfordernd. Daher die Frage, ob sich eine Kontraststeigerung für die Konstellation ohne Kegelblende aber mit Lyotblende einstellen würde.

Viele Grüße, *entfernt*

So sehen die Optiken und das schwarze T2-Modul aus.

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Es is schwierig, das alles aus der Ferne und ohne genau Kenntis der Optik zu bewerten.
Die Kurzversion: was Du vorschlaegst geht im Prinzip schon, ist aber nicht trivial und vielleicht den Aufwand nicht wert...

Trotzdem ein paar Anmerkungen:


> Daher die Frage, ob sich eine Kontraststeigerung für die Konstellation ohne Kegelblende aber mit Lyotblende einstellen würde.

Ohne Kegel gibt es keinen Kontrastunterschied zwischen mit Blende oder ohne. Man blendet zwar mit der Blende den Objektivbeugungsring aus der fuer das Streulicht verantwortlich ist, aber da die Sonne dann ja unvermindert auf die Lyotblende faellt, generiert man die Beugung dort wieder neu ...


> Die drei Optiken habe ich in T2-Module gesetzt, um flexibel zu bleiben. Zwischen O3 und O3‘ kommt ein reines PST-Luftspaltetalon, dessen Hilfsoptik entfernt wurde. Gedacht ist das Ganze als H-Alpha-Ansatz ohne Eigenvergrößerung. Den kann ich an verschiedenen Teleskopen nutzen und zudem vermeide ich f/30 Öffnungszahlen.

Im Prinzip geht das wenn der Strahlengang zwischen O3 und O3' parallel ist - so ist die Ursprungsversion meines Koranagraphen aufgebaut. Man hat dann aber das gleiche Konzept wie beim PST selbst (oder auch bei den Lunt internen Filtern), allerdings mit leicht anderem optischen Design.
Wie auch bei diesen Geraeten vermeidet man dabei zwar f/30, dafuer wird dann aber die Zentralwellenlaenge orts-/feldabhaenging (Stichwort: sweet spot). Um diesen Effekt im Rahmen zu halten sollte das Etalon nicht kleiner als die halbe Teleskopoeffnung sein (PST: 40mm Oefnnung, 19mm Etalon).

Generell muesstest Du das system mit Deinen Linsen mal ungefaehr durchrechnen - einen Link dazu has Du ja selbst schon angegeben. Welche Oeffnung soll den das Geraet haben?



Viele Gruesse,
Klaus
 
Ohne Kegel gibt es keinen Kontrastunterschied zwischen mit Blende oder ohne. Man blendet zwar mit der Blende den Objektivbeugungsring aus der fuer das Streulicht verantwortlich ist, aber da die Sonne dann ja unvermindert auf die Lyotblende faellt, generiert man die Beugung dort wieder neu ...

Hallo Klaus,

vielen Dank für deine Aufmerksamkeit und deine Anmerkungen.

Geahnt habe ich es ein wenig, auch als ich anfing zu überlegen, wie es mit Lyotblende aber ohne Kegelblende an einem obstruierten Teleskop wohl wäre. Stimmt, Kegelblende plus Lyot-Blende ergibt Sinn, das andere eher nicht so.

[…] Man hat dann aber das gleiche Konzept wie beim PST selbst (oder auch bei den Lunt internen Filtern), allerdings mit leicht anderem optischen Design. […]

Ich sehe den Vorteil in dieser Art der Relaisoptik, dass die gesamte Einheit unabhängig von der Öffnungszahl der Teleskope eingesetzt werden kann. Bei der PST-Hilfsoptikmachart bräuchte man theoretisch für jede Öffnungszahl einen spezifischen Linsensatz.

Für die Verwendung am Newton entstünde der Vorteil, den Fokus in den Tubus legen zu können, will sagen, eine kleine Obstruktion durch kleinen Fangspiegel wäre machbar. Das wäre dann ein spezifischer H-Alpha-Newton. Wobei, bis 150mm kosten die ja kaum was. Da dürfte man sich ein zusätzliches Spezialinstrument gönnen dürfen.

[…] dafuer wird dann aber die Zentralwellenlaenge orts-/feldabhaenging (Stichwort: sweet spot). […]

Ja. Wobei ich mangels Erfahrung im Sinne einer Wahrnehmungswirkung das noch nicht einschätzen kann. Am PST habe jedenfalls den Sweetspot noch nicht gefunden :-(


[…] Um diesen Effekt im Rahmen zu halten sollte das Etalon nicht kleiner als die halbe Teleskopoeffnung sein (PST: 40mm Oefnnung, 19mm Etalon). […]

Was ist der Ursprung dieser Empfehlung?

Innerhalb dieser Relaisoptik sind die Strahlenbündel parallel, allerdings ist der Feldwinkel ausgeprägter, es kommt zu Vignette im Feld. Die beiden Optiken O3 und O3‘ sollten der Vignette wegen so dicht wie möglich ans Etalon. Und der Strahlengang daher größer gerechnet sein, als der freie Durchmesser des Etalon, um Reserven zu haben.

Das ist jetzt in meiner Konstellation angenehmer Zufall, dass diese Reserven vorhanden sind.

So ohne Weiteres verstehe ich den Zusammenhang mit der Teleskopöffnung nicht.

Die vorhandene Relaisoptik verlagert eine plane Fokalebene von circa 30mm Durchmesser um soundsoviele Millimeter nach hinten auf einen (vignettierten) Durchmesser von ebenfalls circa 30mm Durchmesser. Das macht sie immer, egal was dazwischen ist, ein Etalon, ein normales Interferenzfilter oder aiuch nichts … wie vielleicht im U-Boot.

Der sich in der Relaisoptik ergebende Feldwinkel, bestimmt die Sweetspotthematik und die Vignette?
Und der hinge nicht ursächlich von der Öffnungszahl ab?

Am Rande, ich bin kein Optiker und habe nur rudimentäre Kenntnisse aus alten Zeiten noch parat. Die beiden Optiken O3 und O3‘ sind laut Schnittzeichnung, die mir vorliegt, jeweils wie ein Plössl ausgelegt, wobei beide Kittgruppen nicht einander zugewandt sondern identisch orientiert sind. Da hat sich offenbar jemand viel Mühe für eine hohe Abbildungsqualität gegeben. Die Feldblende des Okulares enthielt ein Fadenkreuz nebst Teilungen. Die Optik bildet offenbar hinreichend genau plan ab.

Die Relaisoptik in Form eines Periskops aus dem Surplus hat mich kaum was gekostet. Was jetzt etwas mehr kostet, sind zwei Adapter fürs PST-Etalon auf T2.

Welche Oeffnung soll den das Geraet haben?

Die Einheit will ich von 80mm bis 203mm Öffnung einsetzen.

Danke nochmal, Grüße, *entfernt*
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Auch habe ich bis jetzt kein H-apha System bzw. Etalon ohne Kegelblende gesehen, welches die Protuberanzen auch nur annähernd in gleicher Qualität zeigen könnte.

Hallo,

danke, du machst mir ebenso Mut.

Es läuft für mich immer mehr darauf hinaus, dass ich meine Drehbank zum Kegeldrehen erstmal entroste … die fiel einem Wasserschaden zum Opfer. Ohne eigene Drehbank wirds teuer und weniger universell.


Gruß
Cs
 
Im Prinzip geht es um diesen Effekt:

Beispiel:
O1 D=100mm, fl=1000mm
Kein O2 (einfacher)
O3/O3' fl=100mm

Dann hat das parallele Strahlenbuendel zwichen O3 und O3' eine Durchmesser von d=10mm, man braucht also ein 10mm Etalon, unabhaengig von der Oeffnung. Es ist also 10x kleiner als D (Verhaeltnis der beiden Brennweiten, Strahlensatz)
ABER: das Bild der Sonne hat im Fokus einen Durchmesser von 9.5mm, da der Winkeldurchmesser der Sonne 0.5 Grad ist (der Rand ist bei + - 0.25 Grad). Da aber O3 nur 100mm BW hat, ist der Winkel dieser Sonnenrandstrahlen von O3 aus gehen jetzt 2.5 Grad, als 10x so hoch ...

D.h. wen man das Etalon X-mal kleiner macht als die Oefnnung von O1, dann wird der Winkel X-mal groesser.

Nun verschiebt sich die Filtertransmission je nach Winkel, und bei 0.5 Grad Winkel ist Verschiebung ca. 0.4A bei Luftspalt Etalons. Daher der Faktor 2x den ich genannt habe. Das ist natuerlich keine absolute Grenze, fuer breite Etalons kann man mehr Kippung tolerieren, fuer die schmalsten (besten, z.b. 0.3A FWHM) ist das schon zuviel. Und naruerlich kann man das Gesichtsfeld bergrenzen um die Winkel zu verringern, dann aber keine Gesammtsonne mehr (PST umbauten) oder Protuberanzen (ausser man kippt den Filter in die Randrichtung, in der man beobachten will).

Dieses und noch viel mehr Details finden sich hier sehr schoen erkleart (Verschiebungsgraph in section E))



Daher konkret:

> Ich sehe den Vorteil in dieser Art der Relaisoptik, dass die gesamte Einheit unabhängig von der Öffnungszahl der Teleskope eingesetzt werden kann. Bei der PST-Hilfsoptikmachart bräuchte man theoretisch für jede Öffnungszahl einen spezifischen Linsensatz.

Das ist leider hier auch so - es gibt (leider!) keinen Weg ein kleines Etalon ohne Einbussen fuer grosse Oeffnungen zu benutzen.



> Für die Verwendung am Newton entstünde der Vorteil, den Fokus in den Tubus legen zu können, will sagen, eine kleine Obstruktion durch kleinen Fangspiegel wäre machbar. Das wäre dann ein spezifischer H-Alpha-Newton. Wobei, bis 150mm kosten die ja kaum was. Da dürfte man sich ein zusätzliches Spezialinstrument gönnen dürfen.

Das stimmt - man kann den Fokus erreichen. Ein Sonnennewton hat aber natuerlich auch noch andere Probleme.



>Ja. Wobei ich mangels Erfahrung im Sinne einer Wahrnehmungswirkung das noch nicht einschätzen kann. Am PST habe jedenfalls den Sweetspot noch nicht gefunden :-(

Weil der per Design kleiner als der Sonnendurchmesser gehalten wurde. Haengt aber auch vom Gerate ab - ich kann am Rand meines PST Gesichtsfeldes keine Protuberanzen mehr sehen.



> Was ist der Ursprung dieser Empfehlung?

Siehe oben - lass mich wissen falls Du noch Fragen hast.

> Innerhalb dieser Relaisoptik sind die Strahlenbündel parallel, allerdings ist der Feldwinkel ausgeprägter, es kommt zu Vignette im Feld. Die beiden Optiken O3 und O3‘ sollten der Vignette wegen so dicht wie möglich ans Etalon. Und der Strahlengang daher größer gerechnet sein, als der freie Durchmesser des Etalon, um Reserven zu haben.

Wichtiger Punkt: Je nach Lage der Bild der Eintrittspupille (also dort, wo die Lyotblende waere) relativ zum Etalon gibt es zwei Effekte: Den (Feld-)Vignetierungseffekt
(je weiter das Etalon von Pupille entfernt ist, desto mehr), aber auch eine Abblendung der Oeffnung selbst. Ist das Etalon and der Stelle des Pupillenbildes, blendet es nur die Oeffnung ab - genau wie die Lyotblende.


So, langer Text - ich hoffe es war nicht zu verwirrend ...


Ich will auch niemend entmutigen, aber es gibt tatsaechlich einige Details zu beachten, wenn man so etwas bauen will.

Wenn Du wirklich so einen Protuberanzenasatz bauen willst, dann wurede ich erst einmal ein Design ohne Etalon vorschlagen, da das wesentlich einfacher ist. Oder, als Alternative, einen gebrauchten Lille-Ansatz finden, es sei denn Du bastelst gerne .... denn fuer mich ist z.B. gerade das Kegeldrehen immer das Gegenteil von Lieblingsbeschaeftigung.




Klaus
 
Ich komme gedanklich aus der Richtung eines bereits vorhandenen H-Alpha-Etalons (und eines vorhandenen 3nm-H-Alpha-Normalinterferenzfilters) und einer bereits vorhandenen zweiteiligen Relaisoptik. Der Gedanke war, eine Kontraststeigerung bei der Protuberanzenbeobachtung durch Einsatz einer einfachen Lyotblende zu erreichen, der erweiternde Gedanke war eine Kegelblende einzuführen.

Jetzt klar, eine Lyotblende alleine ergibt keine systemisch erdachte Wirkung.

Mir geht es also nicht darum, einen Protuberanzenansatz als Konzeptziel zu bauen, sondern eine vorhandene H-Alpha-Beobachtungseinheit um eine Kontraststeigerungseinheit für die Protuberanzen zu erweitern … und natürlich die Frage, ob das was bringt.

Einer solchen Erweiterung steht nichts im Wege, da ich modular aufbaue. Bedeutet, will ich die Sonnenoberfläche beobachten, entnehme ich das Kegelblenden-/Lyotblendenmodul, will ich die Protuberanzen kontrastreich beobachten, setze ich es davor.

Insgesamt fühle ich mich ermutigt, in ein Kegelblenden-/Lyotblendenmodul zu investieren. Danke!

Vielen Dank für dein Angebot, ich komme gerne darauf zurück.

Grüße, *entfernt*

Nachgang: das PST-Etalon will einfach nicht so ohne weiteres aus dem Korpus. Arrrgh. Das Rohr ging gut.
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Verstehe - macht Sinn.


> Einer solchen Erweiterung steht nichts im Wege, da ich modular aufbaue. Bedeutet, will ich die Sonnenoberfläche beobachten, entnehme ich das Kegelblenden-/Lyotblendenmodul, will ich die Protuberanzen kontrastreich beobachten, setze ich es davor.

> (und eines vorhandenen 3nm-H-Alpha-Normalinterferenzfilters)


Das finde ich hochinteressant: direkter Vergleich Koronagraph/normales Fernrohr und 30A/0.7A - das habe ich so noch nie gemacht (und ich glaube auch niemand sonst). Ich wuerde mich freuen, wenn Du etwas zum Bau des Geraets und zu den Resultaten schreiben wuerdest.


> … und natürlich die Frage, ob das was bringt.

Der Kontrastgewinn ist sicher da, unabhaengig vom Filter. Wie dramatisch der ist wird vom Wetter abhaengen. Ich selbst habe verschiedene Filter zum testen - 70A, 30A, 10A - und seit letzter Woche auch einen 1.5A (einen alten Filter von Thousand Oaks), und mit dem ist der Himmelshintergrund bei guten Wetter dann schon fast schwarz ....




Viele Glueck und viel Spass beim Basteln,
Klaus
 
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