Einfache Frage zum Strehl | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Einfache Frage zum Strehl

Gerhard_S

Mitglied
Hallo Kollegen,

ist es zulässig zu sagen: Wenn ein Spiegel einen Strehl von 0,8 hat, sind 20% seiner Fläche fehlerhaft! ?

Danke !

Gerhard
 

synosontis

Mitglied
Hallo,

ein Strehl-Wert von 100% bedeutet, dass 100% der theoretisch möglichen Lichtmenge im Beugungsscheibchen des Sternabbbildes landen, d.h eine perfekte Abbildung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass durch die begrenzte Öffnung eines Teleskops aus einem Bildpunkt ein Scheibchen wird. Liegt der Strehl-Wert bie 80%, so bedeutet dies, dass 20% der Lichtmenge nicht im Beugungsscheibchen landen, sondern für die Beobachtung verloren gehen und als Streulicht über das gesamte Gesichtsfeld "verschmiert" werden. Man kann daraus nicht ableiten, dass 20% der Oberfläche des Spielgels schlecht sind; es bedeutet, dass die gesamte Oberfläche nur 80% der theoretisch möglichen Leistung bringt (klingt zugegebenermaßen etwas abstrakt).

Cs Klaus
 

Telescopia

Mitglied
Hallo Klaus,

Kleine Verbesserung:
Es bezieht sich auf die Lichtmenge in zentralen Scheibchen der Beugungsfigur.

Bei obstruierte Systeme kommt sowieso weniger Licht im zentralen Scheibchen, wird aber nicht mitgerechtnet. Sollte aber beim Vergleich von obstruierte und nichtobstruierte Systeme mit einbezogen werden und das wird fast nie gemacht.

Gruß,
Harrie
 

Gerhard_S

Mitglied
Hallo danke für die Antworten,

aber so richtig schlau werde ich da jetzt nicht draus. Wie ist es mit der Aussage: Wenn ein Spiegel einen Strehl von 1,0 hat, dann sind 0% seiner Fläche fehlerhaft. Ist das jetzt auch falsch?.

Das mit der Obstruktion ist klar, aber das verkompliziert die Sache an der Stelle. Die Frage ist also ohne Obstruktion zu verstehen.

Vielen Dank

Gerhard
 

Telescopia

Mitglied
Hallo Gerhard,

Das kann man sagen, wenn ein Spiegel ein Strehl von 1,0000000000000000000000000000000000000000000000000 hat ist die Fläche Fehlerfrei von der Geometrie her. Wenn sie aber 0,9999999999999999999999999999999999999999999999999 hat nicht mehr. ;)
Gruß, Harrie
 

Kurt

Mitglied
Hallo Gerhard,

streich doch mal spaßeshalber 20% der Spiegelfläche Deines 20. Zöllers schwarz an. Die fehlt dann echt, so dass man von einen 20% fehlerhaften Spiegel sprechen könnte. :biggrin:

Mal ernsthaft, das Problem steckt in der Formulierung "fehlerhaft". Man muss schon die Quantität, Qualität und den Flächenanteil kennen um daraus über den RMS- Wert den Strehlwert berechnen zu können. Noch besser wäre die Angabe der MTF. Weil dabei die Art des Fehlers mit berücksichtigt wird.
Wie ist es mit der Aussage: Wenn ein Spiegel einen Strehl von 1,0 hat, dann sind 0% seiner Fläche fehlerhaft. Ist das jetzt auch falsch?.
Da kann ich nix falsches bei erkennen außer dass Strehl 1,0 eine Wunschvorstellung ist. Selbst mit relativ bescheidenen Amateur- Messmitteln findet man immer etwas. Zum Glück sind kleine Fehlerlein nicht mehr relevant für die Beobachtungspraxis.

Gruß Kurt

 

Gerhard_S

Mitglied
Hallo Kurt und die anderen,

hier meine Überlegung: Ein idealer Spiegel bringt nicht 100% des Lichtes ins Beugungsscheibchen konzentriert sondern etwa 84%. D.h. eine beliebige Fläche liefert nur 84% ihrer Energie im Idealfall. 20% fehlerhaft bedeutet, dass 84%x20%= 16,8% weniger Licht im Beugungsscheibchen ankommt: Demnach 84%-16,8%=67,2%. Im Verhältnis zu den 84% im Idealfall folgt ein Strehl von 67,2/84 = 0,8.

Das mit dem schwarz anmalen ist Ok, wenn man eine Ringblende annimmt. Verteile ich zufällig schwarze Kleckse auf dem Spiegel oder spanne gar ein Fliegengitter davor das nur 80% Licht durchlässt, habe ich natürlich Beugungseffekte durch Obstruktion. Von dem will ich aber hier absehen.

Viele Grüße und Danke!

Gerhard
 

Stathis

Mitglied
...so bedeutet dies, dass 20% der Lichtmenge nicht im Beugungsscheibchen landen, sondern für die Beobachtung verloren gehen und als Streulicht über das gesamte Gesichtsfeld "verschmiert" werden.
Fast richtig. Die restlichen 20% werden eben nicht über das gesamte Gesichtsfeld verschmiert. Das meiste davon landet knapp außerhalb des Beugungscheibchens.

Das macht je nach Objekt einen großen Unterschied! Wenn ich z.B. mit einem 110 mm Objektiv (Beugungsscheibchen Durchmesser ca. 1 Bogensekunde) einen gleichmäßig diffusen Gasnebel (ohne innere Details) von 60"= 1 Bogenminute Durchmesser betrachte, so ist es völlig wurscht, ob ich das mit 99,99% oder 80% Strehl mache, weil das 80% strehlige Objektiv den Hauptteil des "Falschlichtes" knapp außerhalb des Beugungsscheibchens schmeißt, also noch locker innerhalb der einen Bogenminute. Die 20% kann ich also hier voll nutzen. Anders, wenn ich z.B. Mars beobachte wo es auf Details im Bereich von 1-3" Größe ankommt.

p.s.
Diese neue Forensoftware macht mich irre, auch nach Monaten der Umstellung kriege ich immer noch fast ständig "Seite kann nicht angezeigt werden" wenn ich mehr als 3-5 Klicks mache (Details ).
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Gerhard,

hier meine Überlegung: Ein idealer Spiegel bringt nicht 100% des Lichtes ins Beugungsscheibchen konzentriert sondern etwa 84%. D.h. eine beliebige Fläche liefert nur 84% ihrer Energie im Idealfall....
Das wäre z. B. für die Trennung von eng stehenden Doppelsternen wesentlich. Ansonsten finde ich die Erklärung von Stathis ganz ausgezeichnet.

Das mit dem schwarz anmalen ist Ok, wenn man eine Ringblende annimmt. Verteile ich zufällig schwarze Kleckse auf dem Spiegel oder spanne gar ein Fliegengitter davor das nur 80% Licht durchlässt, habe ich natürlich Beugungseffekte durch Obstruktion. Von dem will ich aber hier absehen.
Eine Strehlberechnung begründet auf einfache Interferometrie würde derartige Störungen überhaupt nicht erfassen. Störungen der Bilddefinition hätte man trotzden, dazu noch je nach Art jeweils anders.

Gruß Kurt
 

Fankhauser

Mitglied
Zitat: "Bei obstruierte Systeme kommt sowieso weniger Licht im zentralen Scheibchen, wird aber nicht mitgerechtnet. Sollte aber beim Vergleich von obstruierte und nichtobstruierte Systeme mit einbezogen werden und das wird fast nie gemacht."

=> Hallo Harrie,
Wie Dir sicher bekannt ist, hat H.R.Suiter in seinem Buch "Star Testing Astronomical Telescopes" auf S.198 eine Tabelle, in der die von ihm so genannte EER (Encircled Energy Ratio) in Abhängigkeit einerseits von verschiedenen PV-Werten sphärischer Aberration und andererseits verschiedener Obstruktionswerte dargestellt ist.
Z.B. resultiert laut dieser Tabelle aus einer Ostruktion von 33% und einer SA von Lambda/4 ein EER-Wert von 0,69.
Nun habe ich zwei Fragen:
a) Gibt es irgend einen Unterschied zwischen diesen EER-Werten und einem (von Dir offenbar oben angesprochenen) Strehl, der nicht nur SA, sondern auch Obstruktion gleichermassen berücksichtigt? Da die angegebenen Werte für eine unobstruierte Öffnung exakt mit Strehl übereinstimmen, nehme ich an, dass EER(1) = Strehl. Kannst Du dies auch für die andern angegebenen Obstruktionswerte bestätigen?
b) Ist meine Vermutung richtig, dass die sinnvolle planetare Vergrösserungsfähigkeit eines Teleskops proportional ist zu "EER(1) ^ 2" respektive eben "Strehl ^ 2"? Dies vermute ich nämlich seit langem. Z.B. nehme ich an, dass:
"sinnvolle planetarische Vergrösserungsfähigkeit ungefähr gleich EER^2 * k * Durchmesser (mm)".
(Wobei der Faktor k je nach Kontrast der zu beobachtenden Oberflächendetails ungefähr zwischen 1,6 und 2,1 variiert.)
Ich wäre dankbar, wenn Du diese meine Annahmen entweder bestätigen oder dann widerlegen könntest.
Freundlich grüsst: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Telescopia

Mitglied
Hallo Beat,

Zu a:
Mit der EER ist es genau so wie bei der MTF. Die Werte die da angeführt werden sind oft nur bei einer absoluten Energie und Durchmesser des Kreises, bzw. MTF-Wert und Linienpare, gültig. Der Verlauf kann ganz anders sein. Im Gebrauch wird oft kein großer Unterschiedt zu sehen seien.
Ich werde mal etwas Posten mir den Resulaten von Rechnungen wie sich das Manifestiert. Das dauert aber eine Weile.
Das ausarbeiten ob die Werte stimmen kann ich nicht. Die sphärische aberration ist ja nicht beschrieben. Weil er schreibt es wäre eine 'lower order spherical aberration' werde ich bei meinen Rechnungen ausgehen von einer sphärischen Aberration dritter Ordnung.


Zu b:
Dieses weiss ich nicht weil ich mich damit noch nicht beschäftigt habe. Aber erklär mir bitte wie der K-Faktor definiert ist.
Wenn ich Deine Formel sehe dann würde bei einem perfekten System die Maximalvergrösserung 1,6 bis 2,2 D sein. Bei einer EER von 0,5 nur noch 0,4 bis 0,55 D. Wenn Unschärfe da ist geht die maximal sinnvolle Vergrösserung schnell runter und die Zahlen die aus deiner Formel könnten gut stimmen. Aber bei obstruierten Systeme ist aber der Kontrast bei kleineren Details besser wie bei grössere. In wiefern dann Deine Formel noch stimmt kann ich schwer erahnen.
Gruß,
Harrie

Gruß,
Harrie
 

Fankhauser

Mitglied
Hallo Harrie,
Zitat-1: "Wenn Unschärfe da ist geht die maximal sinnvolle Vergrösserung schnell runter..."
=> Darum nehme ich ja an, dass die max.förderliche Vergrösserung proportional zum QUADRAT des Strehlwerts resp. des EER-Werts ist: Einmal geht der Kontrast zurück, weil das Licht im zentralen Beugungsscheibchen fehlt, und das andere Mal, weil es dort auftaucht, wo es nicht sollte, nämlich in unmittelbarer Umgebung in den Beugungsringen. Diese Annahme deckt sich mit sämtlichen mir bisher zugänglich gewesenen Infos sowie eigenen Beobachtungen über die letzten 40 Jahre.
Zitat-2: "Aber erklär mir bitte wie der K-Faktor definiert ist."
=> 1,6 < k < 2,2 ist ein empirisch abgeleiteter Wertebereich: k= 1,6 für Low-contrast-Details, k= 2,2 für harte Kontraste.
Gruss: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Beat, hallo Harrie,

...k= 1,6 für Low-contrast-Details, k= 2,2 für harte Kontraste.
Gruss: beat fankhauser
ich finde diese Diskussion recht interessant. Bei obigem hab ich aber ganz gewaltige Vorstellungsprobleme. Nach meinen Verständnis braucht man für gegebene Objekte weniger Vergrößerung um Details zu erkennen, wenn sie mit hohem Kontrast abgebildet werden. Die Praxis zeigt mir auch, dass ich z. B. bei Monddetails am Terminator (= hoher Objektkontrast) mit Vergr. 2x Objektivdurchmesser in mm keinen Deut mehr ekennen kann als bei nur 1,2x. Praktisch wäre das für ein einwandfreies 100 mm Teleskop 120x bzw. 220x Vergrößerung. Ich würde in dem Falle nie auf den Gedanken kommen 220x zu vergrößern, weil nämlich bei 120x insgesamt sehr viel mehr Details im Okular wahrnehmbar werden. Mag ja sein, dass manche Beobachter dadurch so verwirrt werden und deshalb zu höheren Vergrößerungen greifen :eek: Bei Beobachtung von Planeten hätte man ja in beiden Fällem gleich viele Details im Gesichtsfeld. Bei den hellen Planeten Venus, Mars und Jupiter ersetzt höhere Vergrößerung ein Neutralfilter zur Unterdrückung der Blendwirkung und macht deshalb Sinn.

Der langen Rede kurzer Sinn: Ich halte irgendwelche Vergrößerunsangaben als Qualitätskriterium für ein Teleskop für wenig hilfreich, weil kaum reproduzierbar. Da wäre mir auf jeden Fall die MTF lieber. Diese kann man ja bereits mit Freeware- Programmen wie z.B. "openFringe" annähernd richtig aus Interferogrammen bestimmen. Mit diesem Programm wird z. B. sphär. Aberration bis zu 7. Ordnung und selbstverständlich auch alle Standardfehler wie Koma und Astigmatismus berücksichtigt. Was da noch fehlt das wäre der Einfluss der Rauheit. Nach eigenen Streulichtmessungen an div. Optiken ist der kontrastmindede Einfuss aber veschwindend gering, so lange man es mit halbwegs normal polierten Flächen zu tun hat. Das ist auch bereits bei Suiter in "Star Testing Astronomical Teleskopes" nachzulesen.

Wenn man es ganz genau wissen will dann könnte man über den gemessenen RMS- Wert der Rauheit (genauer Welligkeit) sogar einem Abmiderugsfaktor für die MTF ermitteln (Quelle: Daniel J. Schroeder Astronomical Optics). Danach kann man sogar relativ einfach auch die Art der Rauheit mit berücksichtigen.

Noch ein anderer Einwand: Kontrast allein reicht nicht aus. Es muss auch hinreichende Helligkeit vorhanden sein um Detais ekennem zu können. Darauf hat Harrie schon mal hingewiesen. Praktisch wäre das z. B. bei der Beobachtung von Nebelstrukturen relevant.

Gruß Kurt
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Fankhauser

Mitglied
Zitat: "Nach meinen Verständnis braucht man für gegebe Objekte weniger Vergrößerung um Details zu erkennen, wenn sie mit hohem Kontrast abgebildet werden."
Hallo Kurt,
Vielleicht liegt es daran, dass Du mit vergleichsweise grossen Spiegeln beobachtest und ich mit kleineren Apos, also daran, dass Du eher dazu tendierst, das zuviele Licht abzudämpfen, während ich mich über jedes Quäntchen pro Flächeneinheit freue :). Für die Wahrnehmung schwachkontrastiger Details auf Jupiter nehme jedenfalls ich vorzugsweise lieber etwas niedrigere Vergrösserungen als für jene z.B. der Cassini-Trennung im Saturnring.
Über den Wertebereich von k möchte ich daher keinesfalls streiten. Mir geht es eher um eine Abklärung meiner Meinung, dass die maximal förderliche Vergrösserungsfähigkeit eines Teleskops nicht proportional zu Strehl alias (ist dies so?) EER zu sein scheint, sondern zu dessen Quadrat. Für Überlegungen zu DIESEM Gedanken bin ich dankbar. Z.B. blicke ich Harries angekündigten rechnerischen Ausführungen mit Interesse entgegen. Wobei mir Deine Meinung natürlich ebenfalls willkommen ist.
Gruss: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Beat,
... Vielleicht liegt es daran, dass Du mit vergleichsweise grossen Spiegeln beobachtest und ich mit kleineren Apos, also daran, dass Du eher dazu tendierst, das zuviele Licht abzudämpfen, während ich mich über jedes Quäntchen pro Flächeneinheit freue :).
ich hab dabei jüngeren Erfahrungen mit meinem 150 mm ToKu (Kutter- Schiefspiegler f/25 mit torisch deformiertem Hauptspiegel)im Sinn. Dabei war mir Mars bei 190x noch entschieden zu hell, so dass ich auf 304x umgeschaltet habe. Generell kann man wohl sagen, dass Vergr. ca. 1,2x Objektivdurchmesser in mm bereits deutlich höher ist als das Auge zur Detailauflösung tatsächlich braucht, sofern die Bildhelligkeit stimmt. Wenn man höher vergößert ist das auch nicht schädlich, natürlich wieder nur solange die Bildhelligkeit ausreicht.

Bin neugierig auf das was Harrie und vielleicht sonst jemand noch beisteuern wird.

Gruß Kurt




 

Fankhauser

Mitglied
Hallo Kurt,
Zitat: "Nach meinen Verständnis braucht man für gegebene Objekte weniger Vergrößerung um Details zu erkennen, wenn sie mit hohem Kontrast abgebildet werden."
=> In Harries Buch "Telescope Optics" nehmen die Autoren Bezug auf eine Untersuchung von H.S.Coleman. Figur 18.9 zeigt ein Diagramm, welches veranschaulicht, dass mit zunehmendem Objektkontrast die theoretisch optimale Vergrösserung eines Teleskops ansteigt von ca. 1,6 D (mm) bei einem Objektkontrast von 10% bis auf 2,2D(mm) bei einem Kontrast von 25% und asymptotisch weiter bis gegen etwa 2,8 D (mm). Dabei wird erwähnt, dass unter realen Bedingungen zusätzliche Parameter wie Seeing und Beleuchtungsintensität ebenfalls eine Rolle spielen.
In Deinem letzten Posting hast Du selber ausgeführt, dass Du mit Deinem 150 mm Toku an Mars mit Vorteil eine Vergrösserung von etwa 2 * D (mm) anwendest. Dies entspricht auch meiner Erfahrung. Während ich durch meinen 100mm-Apo den Jupiter je nach Features, die ich beobachten möchte, entweder mit 125x oder mit 160x beobachte, verwende ich beim Mars, sofern es die Luftruhe erlaubt, praktisch ausschliesslich meine Höchstvergrösserung von 229 x, und zwar nicht deswegen, weil ich so mehr sehen würde als mit 160 x (verglichen mit 125 x in meinem Fernrohr dann aber doch ganz eindeutig!), sondern weil ich es bequemer und eindrücklicher sehe. Im Vergleich zu Jupiter hat der Mars als relativ mondähnlicher Planet nebst seiner viel grösseren relativen Helligkeit eben auch einzelne kontrastreichere Features, und die sind gemäss Coleman mit grösserer Vergrösserung eben etwas besser zu sehen.
Aber wie bereits gesagt, primär würde mich ganz besonders vor allem Strehl^2 resp. EER^2 als Leistungs-Vergleichsgrösse von Teleskopen verschiedener Obstruktionen und mit verschiedener SA interessieren.
Es güsst: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Beat,

ich sehe nach wie vor den Sinn der Übervergrößerung bei Mars
und auch Jupiter nur darin, dass die Bildhelligkeit auf einen blendfreien Level angepasst wird. Sobald
ich z. B. mit Binovorastz beobachte komme ich mit Vergr. 1 bis 1,2x Objektivdurchmesser in mm (1- 0,8 mm AP) bestens zurecht. 2x oder gar mehr ist für mich auf jeden Fall Übervergrößerung, auch leere Vergrößerumg genannt. Da mag es vielleicht individuelle physiologische Unterschiede im Sehapparat geben die zu anderen Einschätzungen führen.

Aber wie bereits gesagt, primär würde mich ganz besonders vor allem Strehl^2 resp. EER^2 als Leistungs-Vergleichsgrösse von Teleskopen verschiedener Obstruktionen und mit verschiedener SA interessieren.
Dazu muss man sich die entsprechenden MTF- Kurven anschauen. Ich kenne aber keine Untersuchung bei der die relative Kontrastanhebung durch Obstruktion für den Bereich höherer Ortsfrequenzen praxisgerecht bewertet wird. Nach eigenen Versuchen mit einem Modellfernrohr und div. Testgittern sieht man bei ca. 30% Obstruktion tatsächlich die in der MTF dargestellte Kontrastanhebung.

Gruß Kurt
 

Fankhauser

Mitglied
Hallo Kurt,
Texerau empfiehlt bekanntlich eine optimale Planetenvergrösserung von 1,25*D, aber er hat vornehmlich mit grösseren und obstruierten Spiegeln beobachtet. Also meint er vermutlich auch diese. Ein unobstruiertes Teleskop hat einen signifikant höheren EER-Wert und damit (meiner bereits geäusserten und noch nicht widerlegten Ansicht nach) bei gleicher opt.Qualität auch ein relativ höheres sinnvolles Vergrösserungspotential. Bei meinem Apo ist bei 1,25 definitiv noch nicht ganz Schluss mit dem Zuwachs an erkennbaren Details.
Bei binokularer Beobachtung betrachtest Du, wenn auch nur scheinbar, die doppelte Pixelmenge, was für das Gehirn einfacher zu entschlüsseln ist, und da reichen etwas kleinere Vergrösserungen. Hier würde ich auch mit meinem Apo nicht wesentlich über 1,25 D hinausgehen.
Und nochmals: Die optimal förderliche Maximalvergrösserung hängt ausserdem vom Kontrast der zu beobachtenden Features ab!
Gruss: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Bresser_GmbH

Mitglied
Hallo alle,

ich denke man kann das überhaupt nicht pauschalisieren. Der Grund für meine Meinung ist, daß bei allen hier diskutierten Betrachtungen nur das optische System betrachtet wird. Der Empfänger, das Auge, ist aber eben auch ein wesentlicher Faktor. Und da sind die Seegewohnheiten und der Bildeindruck von Person zu Person extrem unterschiedlich. Ich kenne Leute, die bis 2,5xD gehen oder sogar noch höher. Wenn ich dann nach demjenigen durch die gleiche Optik gucke, gruselt es mir und ich ändere die Vergrößerung auf 1,5D. Den Gesprächen nach sehen wir beide die gleichen Details, aber halt bei einer anderen "Wohlfühlvergrößerung".
Die Strehldiskussion ist sicherlich ein interessanter Ansatz das zu systematisieren, aber es fehlen im "normalen" Strehl folgende Werte:
1) Dämpfung im System
2) Signal/Rauschabstand (Hintergrundhelligkeit/Rauhigkeit)
Da wird man sich mit der Quantifizierung schwer tun. Das kann man zwar am realen Objekt messen, aber Zahlen findet man da nirgends, es werden immer nur ideale statt reale Systeme diskutiert. Der EER fällt, jedenfalls in der Definition von Suiter meines Erachtens ganz weg. Der EER ist ja als Integral über die Lichtmenge von -r/Airyscheibchen bis +r/Airyscheibchen beschrieben. Da der Durchmesser des Airyscheibchens aber je nach Obstruktion linear schwankt (und je nach Größe angular), muß er entsprechend angepasst werden, sonst zählt man einen Teil der Energie des ersten Beugungsringes mit. Das wird ja gemacht, der Anfang des Integrals wird in den 1. dunklen Ring gelegt. Damit fallen aber die höhere Auflösung bei Obstruktion und größerem Durchmesser komplett unter den Tisch, wir haben also einen systematischen Fehler zugunsten kleiner unobstruierter Systeme. Das gilt mit Einschränkung auch für den Strehl. So einfach ist die Sache also nicht.
Aufgrund der heutigen fortgeschrittenen Berechnungsmöglichkeiten wäre es vieleicht ein Ansatz einen Graph mit mag/" von der Mitte des Airischeibchens bis zum n-ten Beugungsringradius anzugeben, wobei man n so legt, daß 99% der Energie erfasst werden. Da wäre dann alles drin, wäre allerdings nicht einfach zu messen.

Clear skies

Tassilo
 

Fankhauser

Mitglied
Zitat: "Aufgrund der heutigen fortgeschrittenen Berechnungsmöglichkeiten wäre es vieleicht ein Ansatz einen Graph mit mag/" von der Mitte des Airischeibchens bis zum n-ten Beugungsringradius anzugeben, wobei man n so legt, daß 99% der Energie erfasst werden. Da wäre dann alles drin, wäre allerdings nicht einfach zu messen."
=> Wenn es um das Erkennen von planetaren (und auch anderen) Details geht, so ist die Lichtveteilung in den Beugungsringen weit weniger interessant als der Prozentsatz des Lichts, das im zentralen Beugungsscheibchen ankommt, verglichen mit einem idealen System, und das ist eben Strehl. Strehl bestimmt weitestgehend das Kontrastübertragungsvermögen einer Optik.
Daher habe ich mich angesprochen gefühlt von Harries obiger Aussage, die ich hiermit wiederhole: "Bei obstruierte Systeme kommt sowieso weniger Licht im zentralen Scheibchen, wird aber nicht mitgerechtnet. Sollte aber beim Vergleich von obstruierte und nichtobstruierte Systeme mit einbezogen werden und das wird fast nie gemacht."
Weiter beziehe ich mich hier auf den 2006 in Cloudy Nights erschienenen mustergültigen Testbericht eines Intes MK66, verfasst von einem andern Fachmann namens Thierry Gauthier. Über sich selbst schreibt er: "I must tell you that I'm myself working as an engineer in a big French Optronics company." Unter vielen andern Dingen hat er den PSF-Strehl (ohne Obstuktion) des Maks mit 0,985 gemessen, sowie den PSF-Strehl (MIT der 35%-Obstruktion) mit 0,764. (Dieser Unterschied entspricht übrigens) recht genau dem Unterschied in EER...) Weiter schreibt Gauthier: "This does not say that the performance of the (6"-Mak) scope is equivalent to that of a 6" APO refractor, because we have to consider the 35% obstruction, and therefore a 0,764 Strehl factor. The result is a very noticable loss of contrast compared to a 6" APO refractor."
DIES ist es, was ich meine, und DARUM würde ich es ausserordentlich begrüssen, wenn die Angabe des Strehls unter Berücksichtigung der Obstruktion (oder meinetwegen EER wie auf S.198 in Suiters Buch) sich endlich durchsetzen würde. Für mich persönlich ist dieser die wichtigste Grundlage einer raschen Beurteilung der (u.a.) planetaren Detailerkennbarkeit. Es geht mir nicht um eine absolute Quantifizierung, sondern um eine relative. Genauer: Gleicher Beobachter, gleicher Okulartyp, gleiche Vergrösserung => welche Teleskope mit unterschiedlicher SA und unterschiedlicher Obstruktion sind vergleichbar, welche sind in solcher Hinsicht besser/schlechter?!
Dass dieser Denkansatz von den (vor allem kommerziellen) Vertretern der Fraktion massenproduzierter Spiegel natürlich nicht gern gesehen wird, leuchtet mir dabei sehr deutlich ein.
Gruss: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Beat,

warum denn so kompliziert? Mit der MTF kann man doch ganz klar den Einfluss der Obstruktion auf die Kontrastübertragung beschreiben. Wenn man gleiche Öffnungen hat nimmt mam die normierte MTF- Darstellung. Bei unterschiedlichen Öffnungen müsste man die Abszisse (x- Achse) skalieren z. B. in Bogensekunden. Man kann die MTF theoterische berechnen oder auch nach Auswertung von Interferogrammen d h. unter Berücksichtigung des Ist- Zustandes der Optik ermitteln. Das geht sogar mit Amateurmitteln. Eine andere Möglichkeit die MTF zu messen wäre die Auswertung eines abgebildeten Testgitters. Nur irgendwelche Vergrößerungszahlen vorrechnen zu wollen halte ich für unnötig, weil offensichtlich jeder Beobachter dazu seine eigenen Vorlieben entwickelt.

Gruß Kurt

 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Quanten

Mitglied
Hallo Beat

Einfach und schnell geht es ja den effektiven Kontrastdurchmesser von William P. Zmek nach der Formel (DK=D-DF) auszurechnen.
Also einfach die Obstruktion des Fangspiegel vom Hauptspiegel abziehen.

Nur hat man hier eben das Problem, von einer theoretisch perfekten Optik ausgehen zu müssen.

Die Angabe in EER ist mit sicherheit Sinnvoll, doch letztlich muss sich auch der EER die Frage gefallen lassen wie Praxisnah dieser ist.

Der Strehl ist ja auch nur eine Formel, welche nicht alle Eigenschaften einer Optik miteinbezieht.
Es fehlen, Reflexion-Transmission, Rauheit usw.
Auch muss man sehen wie sich dieser Strehl zusammensetzt. Es gibt Aberrationen, welche zwar auf den ersten Blick den Strehl nach unten ziehen, sich aber in der Praxis nicht so stark auswirken wie vermutet.

Am Ende kommt man wohl nicht umhin, eine genaue und Aufwendige Analyse der Optik durchzuführen, welche dan Aussagekräftiger von einem Optiker oder Prüfer beurteilt werden kann, als einfach den Strehl in EER umzurechnen. Und der Strehl muss ja auch erst einmal ermittelt werden.

Im Billig- und Massenmarkt werden keine Strehlmessungen durchgeführt, sondern nur im Hight End Bereich und dort bezahlt man dann für Qualität, welche sich z.B. bei Strehls von 0.90 bis 0.99 abspielt und dann kann man auch wieder einfach mit der Formel von P. Zmek rechnen.

Gruß Uwe
 

Kurt

Mitglied
Hallo Uwe,

Einfach und schnell geht es ja den effektiven Kontrastdurchmesser von William P. Zmek nach der Formel (DK=D-DF) auszurechnen.
Also einfach die Obstruktion des Fangspiegel vom Hauptspiegel abziehen...
Sorry Uwe, aber da hat sich der gute Herr Zmek einen echten Klops geleistet und fast jeder übernimmt den kritiklos. Es wird nach der Formel also behauptet, ein 70 mm Teleskop ohne Obstruktion liefere unter idealen Bedingungen die gleiche Kontrastübertragung wie eines mit 100 mm Öffnung aber 30 mm Obstruktion. Dazu muss man z. B. nur "Aberrator" bemühen und die MTF- Kurven der beiden Teleskope richtig übereinanderlegen um zu sehen was tatsächlich richtig ist. Bei der Faustformel wird nämlich schlicht vernachlässingt, dass das Teleskop mit Obstruktion und größerer Öffnung auch dann dort noch Kontrast überträgt, also Details zeigt wo das kleinere, obstruktionslose bereits an der Grenzauflösung angelangt ist. Grenzauflösung bedeutet aber Kontrastübertragung = 0. Bei dem obstruierten Teleskop hat mam dann aber immerhin noch mehr als 23% Kontrastübertagung.

Dann hat irgend ein Geniestreicher auch noch behauptet, dass die Objektkontraste bei Planeten durchweg gering seien und damit bei 23% Kontrastübertragung unsichtbar würden.
Das ist schlicht falsch. Weil sehr viele Planetendetails zwar sehr klein erscheinen, sich aber dennoch recht ordentlich im Kontrast und oft auch auch in der Farbe von ihrer Nachbarschaft abheben, im Original meine ich. (Beispiele: Helligkeitsabstufungen in den Saturnringen, helle Spots auf Saturn, Polkappen auf dem Mars, manchmal in Einzelflächen aufgeteilt, Wolkenwirbel in den Jupiterbändern uva.)

Um zum Ausgangsthema zurückzufinden: mit Strehl kann man hier gar nix, mit MTF aber eine Menge klären.

Gruß Kurt



 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

**DONOTDELETE**

Hallo Kurt,

Sorry Uwe, aber da hat sich der gute Herr Zmek einen echten Klops geleistet und fast jeder übernimmt den kritiklos. Es wird nach der Formel also behauptet, ein 70 mm Teleskop ohne Obstruktion liefere unter idealen Bedingungen die gleiche Kontrastübertragung wie eines mit 100 mm Öffnung aber 30 mm Obstruktion. Dazu muss man z. B. nur "Aberrator" bemühen und die MTF- Kurven der beiden Teleskope richtig übereinanderlegen um zu sehen was tatsächlich richtig ist.
Zmek wird leider immer verkürzt und damit unrichtig zitiert.
Er schrieb daß dieser "Kontrastdurchmesser" für schwachkontrastige
Planetendetails gelten soll. Und irgendwas davon (man möge es
bitte selbst nachlesen, ich habe das Original gerade nicht zur Hand),
daß deren Asudehnung nicht sehr gering sei.

Unter der Prämisse kommt das dann relativ gut hin, wenn man
die beiden MtF-Kurven übereinander legt, dann decken sie sich
für den von Zmek angesprochenen Bereich einigermaßen.

Ich bin allerdings wie du der Ansicht, daß eine mehr "ganzheitliche"
Betrachtungsweise besser ist, weil Planeten nicht nur aus
solch schwachkontrastigen Details mittlerer Ausdehung bestehen.

Und da sagt eine MtF-Kurve doch noch am meisten aus.

Viele Grüße, Karsten
 

**DONOTDELETE**

Hallo Beat,

Weiter beziehe ich mich hier auf den 2006 in Cloudy Nights erschienenen mustergültigen Testbericht eines Intes MK66, verfasst von einem andern Fachmann namens Thierry Gauthier. Über sich selbst schreibt er: "I must tell you that I'm myself working as an engineer in a big French Optronics company." Unter vielen andern Dingen hat er den PSF-Strehl (ohne Obstuktion) des Maks mit 0,985 gemessen, sowie den PSF-Strehl (MIT der 35%-Obstruktion) mit 0,764. (Dieser Unterschied entspricht übrigens) recht genau dem Unterschied in EER...) Weiter schreibt Gauthier: "This does not say that the performance of the (6"-Mak) scope is equivalent to that of a 6" APO refractor, because we have to consider the 35% obstruction, and therefore a 0,764 Strehl factor. The result is a very noticable loss of contrast compared to a 6" APO refractor."
diesen Testbericht habe ich auch gelesen. Ich fand den auch
gut, aber er trägt mit seiner Verwendung der Begriffe leider
zur Begriffsverwirrung bei.

Der Begriff "Strehl" ist wohl definiert und diese Definition
sollten wir auch weiterhin verwenden.

Es gibt andere Begriffe die das was dir am Herzen liegt besser erfassen:
EER (encirceled energy ratio) und MtF (modulation transfer function)
zum Beispiel.

Ein Beispiel um zu verdeutlichen daß weder Strehl, noch die
Kombination von Strehl und Obstruktion, der Weisheit letzter
Schluß sein können:

Ein 6"f/8 Achromat.
Interferometrisch bei 532nm mit Strehl 0,95 getestet.
Der ist obstruktionsfrei. Ist also bezüglich EER bei 532nm
ebenfalls sehr gut. Nur leider versaut hier die chromatische
Aberration, die Fokusdifferenz der Farben, den Kontrast, wenn im Weißlicht beobachtet wird.

Eine MtF-Kurve welche die verschiedenen Aberrationen des Teleskopes,
seine Obstruktion sowie die verschiedenen Farben nach Augenempfindlichkeit
gewichtet berücksichtigt kommt der "Wahrheit" wohl am nächsten.

Bei CN gab es mal einen Thread mit Beteiligung von Zmek
in welchen genau dieses Thema behandelt wurde.
Ich komme da nicht mehr rein, da müßtest du selbst einmal suchen.

MfG,Karsten
 

Kurt

Mitglied
Hallo Karsten,
Zmek wird leider immer verkürzt und damit unrichtig zitiert.
Er schrieb daß dieser "Kontrastdurchmesser" für schwachkontrastige
Planetendetails gelten soll. Und irgendwas davon (man möge es
bitte selbst nachlesen, ich habe das Original gerade nicht zur Hand),
daß deren Asudehnung nicht sehr gering sei. ...
Vielen Dank für die Klarstellung. Dann hab ich dem Herrn Zmek irrtümlich eine Fehleistung untergejubelt.

Wenn man obiges mit der MTF korreliert, dann gilt die Zmek- Aussage eben nur für den niederen Ortsfrequenzbereich, Verständlicher ausgedrückt, nur für Objekte deren scheinbare Ausdehnung wesentlich größer ist als das Auflösungsvermögen des Teleskops. Genau genommen spielt es dabei aber keine Rolle welchen Objektkontrast derartige Objekte haben.

Wie bringen wir das aber mit der einfachen Frage zum Strehl in Strehl in Verbindung ?)

Gruß Kurt
 

UlrichK

Mitglied
Hallo Karsten,

Eine MtF-Kurve welche die verschiedenen Aberrationen des Teleskopes,
seine Obstruktion sowie die verschiedenen Farben nach Augenempfindlichkeit
gewichtet berücksichtigt kommt der "Wahrheit" wohl am nächsten.
...und wenn man Sie dann noch übers Gesamtfeld und nicht nur achsial betrachtet, kann man zumindest die Abbildungsleistung verschiedener Teleskope auf einer optischen Bank vergleichen...

Den Rest muss jeder für sich selbst in freier Wildbahn entscheiden.


MfG,Ulrich


 

Fankhauser

Mitglied
Hallo Kurt und Karsten,

Kurt: Selbstverständlich ist die MTF das Werkzeug der Wahl zur Beurteilung der Kontrastübertragung in einzelnen Ortsfrequenzen. Jedoch sollte man das eine tun, und das andere nicht lassen.
Wie auch Gauthier in seinem von mir erwähnten Testbericht sagt, handelt es sich beim "Strehl ohne Obstruktion" um eine technische Qualitätsangabe, und beim "Strehl mit Obstruktion" um eine „direct indication of the performance of the scope“, also um eine Leistungsangabe. Im Auftrag der Zeitschrift „Ciel et espace“ hat er die Messungen durch AMOS machen lassen, eine Belgische Firma, spezialisiert auf Konzeption und Herstellung von opto-mechanischen High Tech Systemen, welche auch am VLT-Projekt in Chile beteiligt gewesen ist. Wenn diese Firma solche Messungen macht, so betrachtet sie diese ganz offensichtlich für die astronomische Wahrnehmung als relevant. Das für den Test dieses Maks konkret gefundene Resultat war: Strehl ohne Obstruktion = 98,5 %, und Strehl mit Obstruktion = 76,4 %. Dies besagt nichts weniger, als dass dieses Gerät obstruktionsbedingt über 22 % weniger Licht in das zentrale Beugungsscheibchen bringt, wo es hingehört, und dass dieses dort fehlende Licht stattdessen in die Beugungsringe geht, wo es definitiv NICHT hingehört. MIT Obstruktion geht dieser ansonsten hervorragende Mak also nicht einmal mehr als "beugungsbegrenzt" durch... Das Wissen um diese Tatsache betrachte ich, und offenbar nicht nur ich, als durchaus relevant!!! Als Grundlage macht es die zusätzliche Betrachtung der MTF anschliessend um so interessanter, weil wir dort nun sehen können, was die Herabsetzung des Kontrastes zwischen Beugungsscheibchen und Beugungsringen um einen bestimmten Prozentsatz für den Kontrast der einzelnen Ortsfrequenzen schliesslich bedeutet.


Karsten: Von EER bin ich in meinen obigen Postings ja ausgegangen, habe dann aber festgestellt, dass aufgrund vorliegender konkreter Angaben "Strehl mit Obstruktion" und EER numerisch praktisch gleichwertig sind. Oder, um H.R.Suiter himself zu zitieren: “Consumer telescope makers and observers alike tend to divide aberration and obstruction into separate compartments, treating the two as incomparable phenomena. However, a single standard can easily be defined to cover them both”. Daher nennt er EER
“a compact, uniform standard of optical quality”.

Was Zmek’s Artikel betrifft, so kenne ich diesen längst, eine Kopie davon hatte ich ja sogar seinerzeit (auf dessen Wunsch) dem Kurt (oder war es Karsten?) per Briefpost zukommen lassen. Diesen Artikel habe ich jedoch hier nicht zitiert.

Was das Beispiel mit dem Achromaten anbelangt, so ist klar, dass man hier, um einen vernünftigen Vergleich machen zu können, vom polychromatischen Strehl ausgehen müsste (das haben wir doch längst ausdiskutiert). Dieser wird neuerdings durch Takahashi für seine neueren Apos exemplarisch zur Verfügung gestellt. Ihn für jedes einzelne Instrument messen zu lassen, wäre sicher (zu?) aufwändig. Laut verschiedenen Quellen (z.B. Takahashi selbst) bewegt er sich jedoch zwischen 95 % (Tak-FS) und 98 % (Tak-TSA). Wir sehen also, dass, jedenfalls bei einem guten APO, die chromatisch bedingte Herabsetzung von Strehl um ein Vielfaches geringer ist als diejenige durch eine tolle Obstruktion.

Zusammenfassend, und meinerseits vorläufig abschliessend, ist es mir hier nicht darum gegangen, verschiedene Mess- und Rechnungsverfahren zur Beurteilung von Teleskop-Leistungen gegeneinander auszuspielen, sondern dem herkömmlichen Strehl-Denken ohne Berücksichtigung der Obstruktion Relevanz abzusprechen zugunsten jenem inklusive Berücksichtigung derselbigen.

Gruss: beat fankhauser
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

Kurt

Mitglied
Hallo Beat,
Wie auch Gauthier in seinem von mir erwähnten Testbericht sagt, handelt es sich beim "Strehl ohne Obstruktion" um eine technische Qualitätsangabe, und beim "Strehl mit Obstruktion" um eine „direct indication of the performance of the scope“, also um eine Leistungsangabe. Im Auftrag der Zeitschrift „Ciel et ...
jetzt versteh ich nix mehr. Es ist doch bekannt wie sich die Obstruktion auf die Intensitätsverteilung Airydisk Disk / Beugungsringe auswirkt. Was muss denn da noch gemessen werden?

Gruß Kurt
 
Das Homepagetool mit der aktuellen Mondphase u.v.m.

(Alle Angaben für 10 Grad ö.L. Länge / 50 Grad n.B.)

In Kooperation mit www.Der-Mond.org Hole Dir jetzt das kostenlose Mondtool für Deine Homepage

Oben