Fragen zur Austrittspupille

Finn Rudolph

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Hallo,
ich bin noch nicht so lang dabei und verstehe das mit der Austrittspupille und Flächenhelligkeit noch nicht ganz.
Es wird ja immer gesagt, dass man beim Übersichtsokular eine AP von 6-8mm haben sollte, da dann die Pupille gut ausgefüllt wird und viel Licht hineinkommt. Wenn man ein flächiges Objekt (z.B. Andromedagalaxie) beobachtet, ist es bei einer solchen AP am hellsten. Wenn man stärker vergrößert, wird die Flächenhelligkeit geringer, da das Objekt größer wird, aber die Gesamthelligkeit bleibt gleich, da das Objekt ja immer noch gleich hell ist, das Licht, wird nur auf eine größere Fläche verteilt wird, oder? Aber die Wahrnehmungsfähigkeit des Auges steigt mit der Größe eines Objekts.
Ein Beispiel:
Man hat ein Teleskop mit f/7 und zwei Okular mit max Feldblende für 2" (68°/40mm und 82°/35mm). Man würde den gleichen Himmelsausschnitt sehen, nur einmal stärker vergrößert. Einmal hätte man eine AP von knapp 6mm und einmal von 5mm. Wenn man jetzt die Andromedagalaxie beobachtet, wirkt sie im 82° Okular zwar dunkler, das Licht ist aber einfach nur über eine größere Fläche verteilt. Das Auge könnte sie aber aufgrund der größeren Fläche besser wahrnehmen, oder?
Wieso wird dann immer gesagt, dass die AP so wichtig ist? Das 82° wäre sogar von Vorteil, da die Objekte größer wären und somit besser wahrnhembar. Und die Gesamthelligkeit würde ja gleich bleiben, oder?
Ist eine theoretische Frage, ich will wissen, ob diese Überlegungen stimmen oder ob ich etwas vergessen oder durcheinander gebracht habe. Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen oder Denkfehler aufdecken.
CS,
Finn
 

Feldstecher

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Hallo Finn,

der Himmelshintergrund wird mit größer werdender AP auch heller wahrgenommen. Es kommt auf den Kontrast an, bei dem das Objekt sich weit genug vom Himmelshintergrund abhebt, um überhaupt wahrgenommen zu werden. Deswegen ist die AP so wichtig. Je dunkler dein Himmel(hintergrund), desto besser dein Kontrast zum Objekt. Je heller dein Himmel(hintergrund) z.B. Lichtverschmutzung, umso schwieriger wird das ganze, weil das Objekt in der Helligkeit des Hintergrundes absäuft (= der Kontrast zw. Objekt und Hintergrund nicht ausreicht, damit das Auge beide trennen kann). Es ist also nicht die Fläche an sich, sondern der Kontrast Objekt zu Hintergrund und das gelingt dir mit einer geeigneten AP.

Gruß
Matthias
 

UwePilz

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Es geht meist nicht um die Helligkeit, sondern um den Kontrast. So lange du die Feldblende des Okulars noch sehen kannst, ist genügend Licht da: Aus allen Stellen des Himmelshintergrundes kommt welches. Wenn du ein Objekt nicht siehst, liegt es am mangelnden Kontrast, und nicht am fehlenden Licht.

Die Faustregel besagt, man soll so weit vergrößern, dass entweder die Feldblende nur noch schwer erkennbar ist oder das Objekt eine scheinbare Größe von 1 Grad einnimmt.
Der Kontrast bleibt nämlich beim Vergrößern weitgehend gleich (so lange man die FB noch sieht). Aber die Objektgröße steigt. Ein Objekt wird dann am leichtesten erkannt, wenn es eine scheinbare Große von 1/10 ... 1 Grad hat. Größere Objekte verschmieren mit dem Hintergrund.

Nicht in allen Fällen darf man die Größe des Nebels als Kriterium nehmen. Wenn man eine Ha-Region erkennen möchte, dann zählt freilich deren Größe. Wenn ein Objekt aus kontrastreich voneinander abgehobenen Elementen besteht, dann zählen diese. Wenn ein Objekt lang und schmal ist, dann zählt die schmale Ausdehnung.

Ich beobachte oft Kometen, die in weit stärkeren Maß als Galaxien allmählich auslaufen und mit dem Hintergrund verschwimmen. Ich nutze selten eine AP unter 3 mm. Wenn es schwierig wird, erhöhe ich die Vergrößerung, bis etwa AP=1,5 mm. Danach lohnt es sich meist nicht mehr.

Aber das gilt für meine Augen, und es mag für jeden anders sein.

Ein wirklich dunkles Bild bei AP um 7 mm entsteht auch bei ziemlich gutem Himmel nicht. Selbst in Namibia habe ich die Feldblende bis in mittlere Vergrößerungen hinein gesehen. Aber mit Einsatz von Nebelfiltern schafft man es.
 

Nikolaus_Fuchs

Mitglied
Hallo Finn,
die AP ist wichtig, aber kein Allheilmittel und mehr ist nicht automatisch besser. Wenn die AP größer ist als die Pupille deines Auges (max. 6-8 mm), geht das Mehr an Licht nicht ins Auge und ist sowieso verloren. Wenn der Himmelshintergrund (bzw. eigentlich die Atmosphäre im Vordergrund) schwarz wäre wie im Weltall, könnte man ausgedehnte, schwache Objekte mit größerer AP stets besser sehen. Leider ist das nicht der Fall, durch die zivilisationsbedingte Aufhellung des Himmels sind manche Objekte schlicht unsichtbar, da viel schwächer als das Störlicht. Da hilft mehr AP nichts, im Gegenteil, du wirst sogar weniger Sterne erkennen, weil sie in der Flächenhelligkeit des Hintergrunds "ertrinken". Beeindruckend ist die Andromeda-Galaxie nur bei gutem Himmel, am besten im Gebirge.

Doch auch unter durchschnittlichen und guten Bedingungen ist nicht unbedingt die größte AP optimal. Für die meisten Deep-sky Objekte sind nach meiner Erfahrung ca. 1,8 - 2,7 mm AP empfehlenswert, je nach Objekt und Himmelshelligkeit. Der Himmelshintergrund sollte im Okular schön dunkel, aber nicht ganz schwarz erscheinen, damit sich lichtschwache Strukturen darin am besten erkennen lassen. Und die verbesserte Wahrnehmbarkeit lichtschwacher Strukturen durch mehr Vergrößerung gilt nur bis zu einer bestimmten räumlichen Ausdehnung. Es gibt ein ziemlich empfindliches Optimum zwischen zu dunklem Bild einerseits und zu kleinem Detail und/oder zu aufgehelltem Hintergrund andererseits. Kugelsternhaufen brauchen besonders viel Vergrößerung (nur ca. 1,5mm AP) und sind dafür auch bei aufgehelltem Himmel noch beobachtbar. Schließlich sollte das Bildfeld nicht zu eng sein, damit man das Objekt als ganzes und mit genug Umgebung sieht, von der es sich unterscheiden kann und darin "eingebettet" ist.

Falls es um eine Kaufentscheidung ausschließlich zwischen den beiden genannten (Übersichts-) Okularen geht, würde ich eher zu 82° bei 35mm (meintest du nicht 31mm?) Brennweite raten, außer du beobachtest mit sehr hartem Linienfilter oder auf einem extrem dunklen Standort. Das 35(31?) mm 82° Okular bietet wohl den ästhetischeren Bildeindruck bei gleichem Bildfeld am Himmel und ist im Gegensatz zum 40er auch mit anderen Teleskopen mit schnellerem Öffnungsverhältnis als F7 noch sinnvoll kombinierbar. Bei mäßigen Bedingungen hat aber auch dieses Okular zu viel AP. Am meisten erkennen kannst du an den meisten Deep Sky Objekten - je nach Objekt und Himmelsqualität - m.E. mit einem Okular >80° von ca. 12-17mm Brennweite. Mein Lieblingsokular für F4,5 hat 10mm Brennweite (bei 100° Blickfeld), ergibt AP 2,2mm.

Hoffe diese "Binsenweisheiten" helfen ein bisschen weiter.
Grüße, Nikolaus
 

Finn Rudolph

Mitglied
Hallo Matthias,
das ist schon klar. Helligkeit des Objekts und Hintergrund nehmen mit zunehmender AP zu und mit abnehmender AP ab. Wenn man höher vergrößert, verteilt sich die Gesamthelligkeit des Objekts (bzw. Himmelshintergrunds) auf eine größere Fläche. Aber die Kontrastreserve (das ist der Unterschied zwischen Himmelshelligkeit und Objekthelligkeit den du meinst) bleibt immer gleich. Dad heißt, es wirkt alles dunkler, aber der Kontrast bleibt. Aber durch die größere Fläche kann das Auge das Objekt besser wahrnehmen, oder? Dann wäre es ja eigentlich egal, ob man als Übersichtsokular z.B. ein 68°/40mm oder ein 82°/35mm hat, weil der Himmelsausschnitt gleich groß ist. Das heißt, die Gesamthelligkeit ist gleich. Sie verteilt sich beim 82° nur auf eine größere Fläche, weswegen die Flächenhelligkeit sinkt (und das Bild dunkler wirkt). Aber das Auge kann größere Objekte besser wahrnehmen. Und da insgesamt ja genauso viel Licht durchkommt, wäre das 82° sogar besser, oder (trotz kleinerer AP)?
Das ist nur ein Beispiel, ich will nur wissen ob diese Überlegung stimmt.
CS,
Finn
 

UwePilz

Mitglied
> Aber durch die größere Fläche kann das Auge das Objekt besser wahrnehmen, oder?

Eben nicht in jedem Fall. Wenn es zu groß wird, dann erkennt man es wieder schlechter. Wenn du dein Auto aus der Lackiererei holst und versuchts, die lackierte Stelle zu sehen, darfst du dich nicht direkt davorstellen. Das findest du nie. Es ist ja verlaufend einlackert auf vielleicht einem haleb Quadratmeter (auch ein kleienr Kratzer). Aus paar Metern Entfernungen seihst du es möglicherweise. Ebenso ist es am Himmel.

> Dann wäre es ja eigentlich egal, ob man als Übersichtsokular z.B. ein 68°/40mm oder ein 82°/35mm hat, .. ... Gesamthelligkeit ist gleich.

Hmm. Was ist Helligkeit? Für flächenhafte Objekte ist das in der Astronomie üblicherweise die Flächenhelligkeit. Und diese ändert sich mit der Vergrößerung.
 

Finn Rudolph

Mitglied
Hallo Uwe,
Flächenhelligkeit ist die Helligkeit pro Fläche. Gesamthelligkeit ist die Flächenhelligkeit mal die Fläche. Die Flächenhelligkeit sinkt mit der Vergrößerung, da die Gesamthelligkeit auf eine größere Fläche verteilt wird. Aber die Gesamthelligkeit bleibt gleich.
Deswegen war meine Überlegung, dass die AP egal ist, da die Gesamthelligkeit und damit die Kontrastreserve eh immer gleich bleiben. Aber durch das Beispiel mit dem Auto hab ich verstanden, dass eine höhere Vergrößerung trotz gleichem wahren Feld nicht immer hilfreich ist. Aber trotzdem hilft es beim Erkennen von Details oft, wenn das Objekt größer ist.
Mich interessiert vor allem, ob die Überlegung stimmt, dass die Austrittspupille egal ist, da mit der Gesamthelligkeit der Unterschied Himmelshelligkeit - Objekthelligkeit (also die Kontrastreserve) immer gleich bleibt.
CS,
Finn
 

Astrozoom GM

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Nein Finn,

es ist nicht egal:), z.B. wenn es z.B. um Kontraste zwischen Hintergrund und Objektdetails(z.B. diffuse Außenbereiche) geht.
Grundsätzliches zur AP bündelt meine Erfahrungen dazu.

Auch kann z.B. mal maximale Helligkeitssättigung gefordert sein, oder auch mal das exakt richtige Verhältnis zwischen Helligkeit und Fläche, z.B. beim
Farbsehen
nicht nur am Mond oder den Planeten, sondern auch bei DeepSky

Auch beim Herauskitzeln schwächster Nebel(teile) mittels geeigneter Filter gibt es eine Menge
Grundsätzliches zu Nebelfiltern
und der dazu passenden AP zu beachten.

Gruß
Günther
 

coltrane

Mitglied
Die größte AP nimmt man eigentlich nur um ein großes Gesichtsfeld zu erreichen, damit man große Objekte auf einmal reinbekommt. Ansonsten ist soweit alles richtig was du sagst, der Kontrast Objekt-Himmelshintergrund bleibt bei nebelhaften Objekten bei allen Vergrößerungen immer gleich. Nachteil ist nur, dass gerade schwache Objekte irgendwann so dunkel werden dass man sie garnicht mehr sieht und dann bringt die hohe Vergrößerung nichts mehr. Man muß halt immer ausprobieren was am besten ist.
 

Finn Rudolph

Mitglied
Hallo Günther,
ich glaub, jetzt habe ich verstanden, wozu eine große AP gut ist. Aber sie kann auch schlecht sein. Tolle Seite! Dort stand ja, dass für einen normalen Landhimmel 5mm AP gut wären. Ich denke, für mich wäre auch eine AP in der Größenordnung für ein Übersichtsokular gut, da ich zwar auf dem Land in einem kleinen Ort wohne und aus diesem auch herausfahren kann, aber auch eine Stadt nur 20km entfernt ist. Außerdem habe ich meistens nicht so viel Zeit, dass sich meine Augen eine halbe Stunde anpassen können.
CS,
Finn
 

Finn Rudolph

Mitglied
Hallo Oli,
ich finde das Hobby super und will viel Zeit investieren. Nur muss ich unter der Woche früh aufstehen und kann deswegen nicht zu lange wach bleiben. Am Freitag und Wochenende sieht das natürlich anders aus, da kann ich dann lange wach bleiben und meine Augen können sich alle Zeit der Welt lassen. Die Aussage war nur auf die Werktage bezogen, mir ist klar, dass ich nicht sehr weit kommen werde, wenn sich meine Augen nicht anpassen.
CS,
Finn
 

Demokrat

Mitglied
Ich warte auch nicht eine halbe Stunde, bevor ich wo durchsehe... im Gegenteil.
Ich freue mich, wenn ich im Verlaufe des Abends immer mehr und besser sehe! :p

Also ran ans Teleskop, sobald der erste Stern kommt... es kann nur besser werden! :D(y)

lg
Niki
 

Antares

Mitglied
HI Finn
ich versuche es mal unwissenschaftlich und abstrahiert.

Stell Dir das mal vor: Du hast eine Fläche von 1 x 1 m in Schwarz. Darauf machst Du mit einer feststehenden Menge, wegen mir 0,1 g, zentral mit weißer Farbe einen Punkt. Dieses 0,1 g weiße Farbe entspricht der gesammelten Lichtmenge und ist daher für das Teleskop konstant.

Nun startest Du aus einer großen Entfernung und gehst auf die 100% schwarze Fläche mit dem 100% weißen Punkt zu.

Anfangs erkennst Du den weißen Punkt nicht. (Vergrößerung zu klein, Auflösung zu gering, Ap zu groß oder Lichtmenge für das Objekt zu klein)
Dann kommt der Punkt wo Du den weißen Punkt erstmals siehst. (Minimalvergrößerung und maximale AP und maximaler Kontrast)
Erhöhst Du die Vergrößerung, gehst Du näher an die Fläche heran. Es steigt die Größe des Flecks, Details sind zu sehen, aber da ist noch der Kontrast.

Der verhält sich scheinbar so, als würdest Du diese 0,1 g Farbe mit steigender Vergrößerung auf eine größere Fläche verteilen. Je größer der Fleck ist, den Du mit dem 0,1 g Farbe machst, umso mehr scheint die schwarze Fläche durch und aus 100% Weiß wird immer weniger % Weiß - scheinbar.
Spätestens am Ende, verteilst Du die 0,1 g Farbe auf die gesamte 1 x 1 m große Fläche, wirst Du das Weiß nicht mehr sehen. Dann hast Du für das Objekt "weißer Punkt" mit dem Teleskop A, zu hoch vergrößert und damit den Kontrast unter Deine Wahrnehmungsschwelle gedrückt.

Deshalb gilt es speziell bei Nichtpunktstrahlern/Flächen einen Kompromiss zu finden aus Vergrößerung und Kontrast. Und da hier nicht alle Objekt gleich reagieren, kann man das Optimum nicht fest definieren sondern muss es Objekt abhängig machen.

Vllt hilft Dir diese abstrahierte Überlegung ein wenig weiter, wiewohl ich weiß dass es unwissenschaftlich dargestellt ist und somit ein wenig hinkt.
CS
 

Finn Rudolph

Mitglied
Hallo nochmal,
das sollte jetzt zwar keine Kaufberatung sein, aber ich will mir demnächst ein Übersichtsoku zulegen und wollte die Zusammenhänge besser verstehen. Die konkreten Werte waren zwar nur Beispiele, aber es hat mir weitergeholfen.
Clear Skies
 
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