Einfluss der Obstruktion auf das Öffnungsverhältnis

[Tommy_Lookville]

Hallo liebe Experten,
die Obstruktion, z. B. bei einem Fotonewton, müsste ja ein gewissen Einfluß auf das reale Öffnungsverhältnis haben.
Jetzt meine Frage: Ist dieser Einfluß tatsächlich signifikant für die Fotografie, oder eher vernachlässigbar? Immerhin redet man ja
von Größen um +- 30%. Meine Frage zielt nur auf die Fotografie, da ich nur sehr selten visuell unterwegs bin. Ich bin bei meinen Recherchen immer wieder auf den Kontrastverlust gestoßen. Dort im Zusammenhang aber immer mit visueller Nutzung. Deshalb meine Frage, wieviel bleibt eigentlich bei 30% Obstruktion von z. B. F5 übrig? Ich habe gelesen das man nicht einfach 30% von der Öffnung abziehen kann und gut ist.

Grüße
Tommy

 

[felixthecat]

hallo Tommy
bei der Bildhelligkeit muss man ja mit der Fläche rechnen.. Hast Du zum Beispiel einen 6 zoll Newton mit 50 mm Fangspiegel dann wären das 22500 mm² - 2500 mm² = 20000 mm². Enstpräche etwa 141mm Öffnung oder F/5,3 bzw 88,9% der Originalen Helligkeit also 11,11% verlust.

Man merkt das schon. Die Vignettierung kann aber deutlich stärker ausfallen.
Felix

 

[Tommy_Lookville]

Hallo Felix,
bei einem 6Zoll Newton ist die Fläche ja eher 17671 mm² . Da hast du dich bestimmt irgendwo vertan. Aber seis drum.
Tatsächlich ziehst du einfach die Fläche ab und rechnest dann auf eine Öffnung zurück. Ich glaube ich habe dich verstanden und Dank an dich.

Grüße Tommy

 

[Demokrat]

Meist meint man mit "Obstruktion" die lineare Obstruktion, bei der man nur die prozentuelle Differenz der Durchmesser, nicht der Fläche angibt. Für gewisse (mittlere) Ortsfrequenzen erhöht sich sogar die Kontrastübertragung durch eine Obstruktion, die Beziehungen dahinter zu verstehen ist nicht ganz so einfach. Also Kontrast, Auflösung, MTF, etc. muss man erst im Grunde verstehen und dann im Zusammenspiel betrachten. Nichts, was ich um 00:55 zusammenbringe.

Siehe auch: Effects of the telescope central obstruction
und Grundlagen Optik, Obstruktion

lg
Niki

 

[P_E_T_E_R]

Das läuft auf einen minimalen Lichtverlust von ca. 9% oder 0,1 Magnituden hinaus:

mit r/R = 0,3

(R² - r²) / R² = 1 - (r/R)² = 1 - 0,09 = 0,91 = Lichtflussverhältnis

Δm = 2,5 log 0,91 = 0,10

 

[P_E_T_E_R]

und für die effektive Apertur gilt

D_eff = SQRT (D² - d²) = D SQRT [1 - (d/D)²]

mit d/D = 0,3

D_eff = 0,954 D

Also z.B mit D = 10" und d = 3"

D_eff = 0,954"

 

[P_E_T_E_R]

D_eff = 0,954"

Muss natürlich heißen: D_eff = 9,54"

 

[Tommy_Lookville]

Hallo zusammen,
also im Prinzip zielt meine Frage nur auf das reale Öffnungsverhältnis. Also hat ein 150 Newton mit 52mm Fangspiegel F5, oder z. B. F5,3. Es scheint ja etwas komplizierter zu sein, als ich vermutet habe. Ich habe es befürchtet, da ich im Netz adhoc nicht fündig wurde. Danke jedenfalls. Ich versuche natürlich heute Abend mal noch weiter zu suchen.
Grüße
Tommy

 

[Tommy_Lookville]

Hallo Niki,
zu dem Link Grundlagen Optik ... Hier war ich auch drauf und bei Kapitel
2) Obstruktion und stellare Grenzgröße
meinte ich auf der richtigen Spur zu sein. Allerdings geht man auch hier von visueller Nutzung aus und hält es daher nicht für sonderlich relevant. Es geht eigentlich in die Richtung, die prinzipiell Felix schon anschnitt.
Grüße
Tommy

 

[Martin_B]

Also ich weiß nicht, ob man das so sehen kann.
Zumindest nach meinem Verständnis ist das Öffnungsverhältnis eine geometrische Größe und diese ändert sich durch Obstruktion ja nicht.
Wenn man den "Verlust an Helligkeit bedingt durch die Obstruktion" berücksichtigen will, müsste man auch den "Verlust an Helligkeit bedingt durch nicht 100% Verspiegelung" berücksichtigen.

 

[Demokrat]

Siehe auch: Optische Formeln › Teleskop Info

"Die Verringerung der Öffnung durch Obstruktion wird effektive Öffnung genannt und kann berechnet werden. Die Formel dafür lautet:

Effektive Öffnung = Quadratwurzel([Durchmesser Hauptspiegel]2 - [Durchmesser Fangspiegel]2

Die effektive Kontrastöffnung genau zu berechnen ist sehr aufwändig.

Für die ungefähre Berechnung der effektiven Kontrastöffnung wird der Durchmesser des Fangspiegel vom Durchmesser des Hauptspiegels abgezogen. Die Faustformel lautet:

Effektive Kontrastöffnung [mm] = Durchmesser Fangspiegel [mm] - Öffnung [mm]"

lg
Niki

 

[Demokrat]

ist das Öffnungsverhältnis eine geometrische Größe

Das Öffnungsverhältnis setzt den Durchmesser des Teleskops ins Verhältnis zu seiner Brennweite. Wenn man die Eintrittspupille obstruiert, dann blockt man einen Teil des Lichts ab, also wird es "hinten" dunkler.

Würde man den "Verlust an Helligkeit bedingt durch die Obstruktion" berücksichtigen will, müsste man auch den "Verlust an Helligkeit bedingt durch nicht 100% Verspiegelung" berücksichtigen.

Natürlich muss man den berücksichtigen, Martin. Das wird auch so gemacht, wenn man die Eigenschaften angibt oder berechnet. Auch die Reflektivität des HS kann man einbeziehen, bei Refrakoren ist es der Verlust bei der Transmission des Lichts durch die Linsen und die Reflexion der vergüteten Linsenoberflächen. Sobald man Licht "in die Hand nimmt", wird es dunkler...

Zur Obstruktion siehe auch: Astrotreff - Astronomie Treffpunkt - Berechnung der Obstruktion mit Fehler

lg
Niki

 

[Demokrat]

Da das Öffnungsverhältnis formal als f/D gerechnet wird, scheint hier also keine Bereinigung des Verhältnisses durch die Obstruktion vorgenommen zu werden. Man gibt die lineare Obstruktion an und betrachtet einen f/5 Newton stets als f/5 Newton, auch wenn seine Obstruktion Licht kostet und daher das "wirksame" Verhältnis f/D ein anderes ist.

Selten wird über diese "Kleinigkeit" diskutiert, ich fand aber: Was bedeutet die LIchtstärke bei Teleskopen?

lg
Niki

 

[Tommy_Lookville]

Hallo zusammen,
mein Interesse geht natürlich in Richtung Gesamtbelichtung. Bei meinem Apo ist das Öffnungsverhältnis mit Reducer 5,6. Bei meinem Newton F5. Nach der Faustformel (5,6/5) ² = x komme ich auf ca. 25% Verlängerung. Das ist bei meinen Verhältnissen manchmal nicht wenig. Daher nur mein Interesse. Ich muß gestehen, das ich auch schon mit F7 DS-Bilder geschossen habe und war zufrieden. Trotzdem denkt man ja stets über die Theorie nach.
Danke nochmal an alle und es ist für Astrofotografie zumindest ein Ansatz zum nachdenken.
Grüße
Tommy

 

[Ronald_Stenzel]

Hallo Tommy,

schau dir mal Cine-Objektive an - bei denen wird das Öffnungsverhältnis nicht geometrisch angegeben, sondern dort fließt auch die Transmission (Reflexions- und Absorbstionsverluste) ein. Deshalb ist z.B. ein fotografisch als f1.8 verkauftes Objektiv als Cine-Variante oft ein T2.0.
In der normalen Astronomie wird nur das geometrische Öffnungsverhältnis angegeben.
Einen vernünftigen f5.6-Apo würde ich in Sachen effektiver Transmission durchaus auf dem Level eines f5-Newton sehen.

viele Grüße - Ronald