APM China 152 mm F/8 ED ist gelandet

Christian_P

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Es werden doch Zenitspiegel und Zenitprismen in gleicher Weise dazu eingesetzt, den Lichtweg um genau 90° umzulenken. Mich würde es wundern, wenn ein Zenitprisma in seiner natürlichen Anwendung das Bild nachteilig beeinflussen würde. Es sollte es genauso wenig beeinflussen, wie dies ein Zenitspiegel tut.

Korrigiert mich bitte, wenn ich mit meiner Verallgemeinerung hier falsch liege! ;)


Viele astroGrüße,
Christian
 

castor

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Hallo Christian

Früher wurden mal von Zeiss und Lichtenknecker Objektive hergestellt, die in der Optikrechnung einen zusätzlichen Glasweg durch ein Zenitprisma berücksichtigten.
Beobachtete man also schön brav mit einem Prisma, dann waren die Optiken perfekt.
Wenn man heute hergeht und mit den jetzt modernen Zenitspiegeln an diese Fernrohre herangeht, wird man auch an diesen Hochklassegeräten Farbe sehen.
Will man einen Vergleich starten zwischen den heutigen und den damaligen APOs und soll der Vergleich auch gerecht bleiben, dann muß bei Lichtenknecker und Zeiss mit einem Prisma gearbeitet werden.
Bei den heutigen Objektiven verwendet man nur noch Zenitspiegel. Deshalb muß ein zusätzlicher Glasweg, z.B. durch ein noch so teures Bino mit einem Glaswgkorrektor kompensiert werden, sonst holt man sich Farbe rein.

Übrigens: Sicher können sich noch einige an die sog. "Semi APO Triplets" von BW-Optik erinnern, was wurde über diese Linsen geflucht. Tatsache ist aber, daß diese Optiken aus Großferngläsen stammen, also ebenfalls für einen nicht unerheblichen Glasweg gerechnet sind. Wie groß der ist, weiß ich nicht genau. Baut man an diese Objektive einem Zenitspiegel an, klar, dann geht die Schimpferei halt wieder los.
Mit den Dingern habe ich mir mal einen Doppelrefraktor gebaut unter zu Hilfenahme von Zenitprismen und Rombusprismen, der Farbsaum bleibt wirklich klein und die Optik ist knall scharf.

Beste Grüße
Daniel
 
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Christian_P

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Hallo Daniel,

danke für deine ausführliche Erklärung. Ich hätte nicht gedacht, dass dieser recht kurze Glasweg eines Prismas schon so viel ausmacht, dass man den Fehler deutlich sieht. Also passiert da im Glas doch etwas. Es wird also nicht 1 zu 1 reflektiert, wie an einem Spiegel. Das ist echt interessant, aber es verkompliziert die ganze Sache dann doch leider n bissle. :)


Viele astrofreundliche Grüße,
Christian
 

selenograph

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Zitat von Christian_P:
Es werden doch Zenitspiegel und Zenitprismen in gleicher Weise dazu eingesetzt, den Lichtweg um genau 90° umzulenken. Mich würde es wundern, wenn ein Zenitprisma in seiner natürlichen Anwendung das Bild nachteilig beeinflussen würde. Es sollte es genauso wenig beeinflussen, wie dies ein Zenitspiegel tut.

Korrigiert mich bitte, wenn ich mit meiner Verallgemeinerung hier falsch liege! ;)
Hallo Christian,

bei einem Zenitspiegel wird das Licht nur einmal an einem Planspiegel reflektiert. Dabei entstehen keine optischen Fehler (vorausgesetzt der Spiegel hat eine hinreichend hohe Qualität), da nur das Reflexionsgesetz zur Anwendung kommt. Bei einem Zenitprisma wird das Licht als erstes gebrochen, dann kommt es zur Totalreflexion und danach wird es ein zweites Mal gebrochen. Die zweimalige Lichtbrechung bringt dabei optische Probleme, da es bei der Lichtbrechung zur Dispersion und damit zu einem Farbfehler kommt sowie zu sphärischer Aberration.
Heute werden von den meisten Sternfreunden moderne hochwertige dielektische Zenitspiegel verwendet. Ein sehr gutes Zenitprisma herzustellen ist anspruchsvoll und aufwendiger als ein Zenitspiegel (drei exakt geschliffene Flächen mit genauen Winkeln zueinander).
Die oben von mir angesprochenen optische Probleme beim Prisma sind bei heute üblichen großen Öffnungsverhältnissen merklich, besonders bei farbreinen Apochromaten. Bei kleinen Öffnungsverhältnissen (z.B. f/15) ist der Fehler eher theoretischer Art. Allerdings gibt es auch Optiken, wie das Zeiss APQ-Objektiv, wo ein zusätzlicher Glasweg (BK7) von 52 mm für ein Prisma o.ä. eingerechnet ist.
Fazit: Bei den heute meist benutzten schnellen Teleskopen wirst Du mit einem sehr guten Zenitspiegel die beste Abbildung haben.

 

Gerd_Duering

Mitglied
Hallo Olaf,

Es wäre also interessant, wenn der Optikdesigner Herr Düring mal ausrechnen könnte, was bei diesem ED 152/1200 beim Einfügen von Glaswegen ohne Korrektor passiert.
gern, der Polystrehl würde bei einfügen eines Glasweges von 85mm BK7 von etwas über 0,87 auf etwas über 0,82 fallen.
Der Fokus ist hier polychromatisch.
Das ist schon spürbar.
Mal ganz allgemein zum Glasweg.
Wie stark dessen Auswirkungen sind hängt sehr vom Öffnungsverhältnis ab und natürlich der Länge des Glasweges, man kann also nicht pauschalisieren.
Die Zusammenhänge habe ich hier erläutert.

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/862422/Re_Schiefspiegler_Maxbright_Bi#Post862

Anhand dieser dort gezeigten Vorgehensweise kann Jeder selbst vergleichsweise einfach die Veränderungen der Schrittweiten für Seinen Glasweg (das Beispiel ist für 100mm BK7) errechnen.
Bei Optiken mit Farblängsfehler wie zb. Refraktoren sind die Schnittweiten der Optik mit den Schnittweitenveränderungen durch den Glasweg zu verrechnen.
Ein Glasweg verlängert Blau und verkürzt Rot.

Wenn bei einem Refraktor 486nm kürzer fällt als 656nm so wie ich es bei dem Design dieses ED 152 gemacht habe wird man beim RC Wert auf Basis dieser Wellenlängen womöglich keine große Änderung durch einen Glasweg üblicher Länge feststellen.
Dann fällt eben mit Glasweg 486nm länger und 656nm kürzer, der Durchschnitt von beiden Schnittweiten so wie Rohr ihn für den RC Wert heranzieht ändert sich in dem Fall wie er bei diesem ED hier vorliegt nur wenig.
Ein simpler RC Wert als einfacher Durchschnitt zweier FH Linien kann aber leider nicht den Visuellen Eindruck richtig erfassen.
Das Auge ist bei 486nm wesentlich empfindlicher wie bei 656nm.
Deshalb muss 486nm kürzer als 656nm fallen um dem Rechnung zu tragen.
Das kann nur der Polystrehl richtig erfassen und deshalb sinkt dieser auch wie oben für 85mm BK7 Glasweg bereits angegeben.
Der RC Wert hingegen als simpler Durchschnitt ohne Berücksichtigung der visuellen Wahrnehmung würde sich bei 85mm Glasweg wie er für Binos üblich ist bei diesem ED152 kaum ändern.

Der visuelle Eindruck dieses ED152 wäre aber mit Glasweg trotz ähnlichem RC Wert vom erhöhten Farbfehler im Blauen gekennzeichnet was in der Minderrung des Polystrehl mit 85mm Glasweg um etwa 5 Punkte deutlich wird.

Ein paar Worte zu den FH Linien im Optikdesign.

Es ist ja Tradition damit zu arbeiten und man kennt sicher auch die Konvention das die FH Linien F und C in einer gemeinsamen Schnittweite zu e zu vereinigen sind.

Das ist aber eine Vereinfachung die der spektralen Empfindlichkeit unserer Augen nur schlecht Rechnung trägt.
Leider hat der liebe Gott beim festlegen der FH Linien nicht unbedingt an die spektrale Empfindlichkeit unserer Augen gedacht oder umgekehrt.
Bzw. es gab in der Evolution unserer Augen keinen Grund deren spektrale Empfindlichkeitskurve mit der Lage der FH Linien zu synchronisieren.
Das heranziehen der FH Linien kann also nur als Näherrung betrachtet werden.

Warum nutzt man aber überhaupt die FH Linien.
Der Grund liegt in der Bestimmung der Brechzahlen der Gläser, wer in einen Glaskatalog schaut wird feststellen das es dort Brechzahlen für FH Linien gibt. Das liegt daran das Brechzahlen sehr sehr genau bestimmt werden müssen um unseren Ansprüchen im Optikdesign zu genügen.
Da die Brechzahlen nun mal von der Wellenlänge abhängen muss auch diese sehr sehr genau bekannt sein.
Genau hier liegt der Grund weshalb man dafür die FH Linien heranzieht.
Weil deren Wellenlänge von Natur aus exakt feststeht und diese sehr genau bekannt ist.

Hat man nun einmal die Brechzahlen für die FH Linien ist es natürlich naheliegend diese dann so im Optikdesign zu verwenden was dann aber zu schon angesprochenen Kompromissen bezüglich der spektralen Empfindlichkeit unserer Augen führt.

So hat man sich Gedanken gemacht wie für beliebige Wellenlängen genaue Brechzahlen zu erhalten sind.
Das schafft man über die konstanten der Dispersionsformel, diese sind normalerweise ebenfalls im Glaskatalog zu finden.

Sind diese bekannt lässt sich für jede beliebige Wellenlänge in einem bestimmten Spektralbereich die entsprechende Brechzahl mit ausreichend hoher Genauigkeit ermitteln.
Jedes Oprtikdesignprogramm kann das heutzutage von Haus aus.

Das befreit von dem Zwang die FH Linien zu nutzen und man kann die Auswahl der Wellenlängen besser nach der spektralen Empfindlichkeit unserer Augen treffen und vor allem die Verteilung der Wellenlängen gleichmäßiger gestalten als dies bei Beschränkung auf die FH Linien möglich ist.

Es ist nämlich für die polychromatische Betrachtung sehr wichtig das die gewählten Wellenlängen ganz gleichmäßig über das relevante Spektrum verteilt sind.
Das ist mit Beschränkung auf die FH Linien nicht möglich, so gibt es da zwischen F (486nm) und g (436nm) eine sehr große Lücke die auch kaum kleiner wird wenn man F‘ (480nm) statt F heranzieht.

Das führte dann auch zu dem nicht optimalen Kompromiss die Schnittweiten von F und C in der 0,707 Zone zu vereinigen.

Ich verwende anstatt der FH Linien 9 Wellenlängen von 435nm bis 675nm mit einem Inkrement von 30nm und 555nm exakt in der Mitte.
Das ist sehr wichtig da jede Asymmetrie in der Wahl der Wellenlängen das polychrtomatische Ergebnis verfälschen würde.

Mein Design vereinigt in der 0,707Zone nicht 486nm mit 656nm sondern 465nm mit 656nm.
Das Design ist also deutlich besser auf Blau korrigiert.
Das wird der spektralen Empfindlichkeit unserer Augen deutlich besser gerecht.
Meine Korrektur macht sich daher gegenüber der klassischen Variante mit der Vereinigung von F und C in einem deutlich geminderten Blau bzw. Violett Fehler entsprechen positiv bemerkbar.

Grüße Gerd
 
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CaptainKirk

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Hallo Gerd, herzlichen Dank für diese doch überaus umfangreiche Antwort. Das drucke ich mir aus und lege es zu meinen Optikbüchern. Ich bin schon mal gespannt, was die praktischen Test ergeben.
Viele Grüße Olaf.
 

Gerd_Duering

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Hallo zusammen,

da manche aus der gezeigten Strehlkurve schließen das diese Optik zb. für H-Alpha nicht geeignet wäre will ich da mal bisschen was zu schreiben.

Link zur Grafik: http://www.apm-telescopes.net/media/images/popup/Strehlkurve.jpg

Diese Strehlkurve die Markus in der Präsentation hat zeigt die Situation bei fester Fokuslage.
In dem Fall ist der Fokus polychromatisch nach photopischer Augenempfindlichkeit.
Der Fokus liegt dann nicht exakt auf 555nm sondern so das eine bestmögliche Abbildung für diese Optik erreicht wird.
So würde man intuitiv auch am realen Teleskop fokussieren.
Der Fokus bleibt dann aber unverändert so das für Wellenlängen die einen von dieser Fokuslage abweichenden Fokus haben der Farblängsfehler mit in die Strehlkurve einfließt.
Es handelt sich hier also nicht um den reinen Gaußfehler sondern um die Summe aus Gauß und Farblängsfehler
Man erkennt die polychromatische Fokuslage übrigens an den 2 Maxima.

Beobachtet man in einen anderen Spektralbereich (Farbfilter) wird man natürlich dann auch anders fokussieren.
Die Strehlkurve ist dann auf Grund der neuen Fokuslage eine andere.
Beobachtet man gar mit Schmalbandfiltern interessiert eigentlich der Farblängsfehler nicht mehr sondern lediglich die sphärische Korrektur bei der Wellenlänge die der Filter durchlässt.
Bei H-Alpha also 656nm.
Ich habe daher mal eine Strehlkurve nur für den Gaußfehler erstellt, hier kann man ablesen welchen Strehl man hat wenn man auf die jeweilige Wellenlänge fokussiert.
Achtung der Farblängsfehler fließt hier nicht mit ein!

Da die Lage des Optimums der sphärischen Korrektur wie bei allen Refraktoren in der Praxis am realen Teleskop etwas variieren bzw. auch über den Luftspalt eingestellt werden kann habe ich mal 2 Kurven mit leicht unterschiedlicher Lage des Optimums erstellt.
Da die Kurve im blauen deutlich schneller abfällt ist es auch nach photopischer Betrachtung von Vorteil wenn das Optimum nicht genau bei 555nm liegt sondern leicht darunter.

Wie man sieht gibt es im Roten und Infraroten keine Probleme, die Optik weigert sich selbst über 1000nm standhaft unter die Beugungsgrenze zu fallen.
Im Blauen ist das etwas anders.
Da ist die Beugungsgrenze je nach Lage des Optimums so bei 450/460nm erreicht.
Das lässt sich leider bei so einem Doublet nicht ganz vermeiden.

In Relation zu ähnlichen Optiken ist die Korrektur des Gaußfehlers bei diesem ED 152 durchaus recht ordentlich.

So mancher Ölgefügte Triplet wie ein bekannter 140 f/7 oder ein ebenso bekannter 155 f/7 hat auch keine bessere Korrektur des Gaußfehlers.

Grüße Gerd
 

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Christian_P

Mitglied
Danke Ralf für deine Erklärung.




Ich habe mich gefragt, ob der Refraktor auch mobil zur Beobachtung genutzt wird. Ist das noch im Bereich des Möglichen bzw. gibt es Käufer, die das machen?

Wenn ja, welche Montierungen werden da so genutzt?




Viele Grüße
 

MLudes

Mitglied
Hallo Christian

empfehlen würde ich H-EQ, EQ-6, GP-DX auf gutem Stativ.

mit 10,7 kg Gesamtgewicht incl. Rohrschellen, ist die Belastung einer Montierung vergleichbar mit einem Skywatcher 6"F/8 oder Bresser 6"F/8 Refraktor, die auch auch auf EQ-5 und vergleichbar angeboten werden.
 
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