Grenzgröße bei unterschiedl. Öffnungsverhältnis

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AstroRoland

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Hallo,
mal eine Frage an die Experten:
Ist die Grenzgröße eines Teleskops eigentlich unabhängig vom Öffnungsverhältnis?
Zum Beispiel: Kann ich mit einem 8Zoll f/15 Mak das gleiche sehen wie mit einem 8Zoll f/5 Newton ?(bei gleicher Vergrößerung)
Natürlich ist das Bild im mak dunkler, aber ist der Kontrastunterschied Objekt/Hintergrund identisch?

Gruß Roland
 
Hallo Roland,
so kenne ich es auch, nur die Öffnung geht in die Rechnung ein: GG=7,5+5*LOG(Öffnung in cm)
 
Hi Roland,

theoretisch ja, praktisch nein.

Denn du vergleichst Äpfel mit Birnen. Denn z.B. ist die Obstruktion bei beiden Teleskopen unterschiedlich.

Denke aber näherungsweise dürfte das recht gut hinkommen +-0,3m

Gruß
Lots
 
Hallo Roland,

Kann ich mit einem 8Zoll f/15 Mak das gleiche sehen wie mit einem 8Zoll f/5 Newton ?(bei gleicher Vergrößerung)
Natürlich ist das Bild im mak dunkler, aber ist der Kontrastunterschied Objekt/Hintergrund identisch?
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Das Bild im Mak ist bei gleicher Vergrößerung keineswegs dunkler, sondern gleich hell wie im Newton.

Die stellare Grenzgröße bei beiden Geräten ist gleich. Der Mak wird die Sterne aber schöner zeigen, sofern kein exzessiver Aufwand auf der Okularseite betrieben wird.


cs
Martin
 
Moin Roland!

> Kann ich mit einem 8Zoll f/15 Mak das gleiche sehen wie mit einem 8Zoll f/5 Newton ?(bei gleicher Vergrößerung)

Um das noch weiter auf die Spitze zu treiben: Beide Teleskoptypen besitzen einen unterschiedlichen Transmissionsgrad.
Beim Newton hast Du zwei Spiegel und gut is'...
Das Licht muß beim Mak zuerst durch die dicke Meniskuslinse, danach erfolgt die Reflexion an zwei Spiegeln (im Prinzip wie beim Newton) und allermeistens noch an einem Zenitspiegel, den der Newton nicht braucht.
Mal abgesehen von der Obstruktion: Jede Reflexion bedeutet Lichtverlust. Rechnen wir mal mit einer 90%igen Standardverspiegelung und 8" Hauptspiegeln. Beim Newton kommen demnach 81% des Einfallenden Lichts am Okular an, beim Mak sieht das schlechter aus: Lichtverlust am Meniskus 3-5% plus die drei Standardspiegel (0,9x0,9x0,9) ergeben zusammen knapp 71% Lichtausbeute, also rund 10% weniger als beim gleichgroßen Newton.

Mit besseren Verspiegelungen kann man die Ausbeute natürlich nach oben treiben. Aber Maks wie auch SCT sind schon wahre Lichtfallen. Mit Schrecken mußte ich einmal feststellen, daß ein 90-mm-Mak weniger Licht durchließ als ein 70-mm-Refraktor bei ansonsten gleichen Bedingungen. Seitdem sind bei mir (auch aus anderen Gründen) die Katadiopter unten durch... ;)

> Ist die Grenzgröße eines Teleskops eigentlich unabhängig vom Öffnungsverhältnis?

Visuell spielt das ÖV eigentlich keine Rolle - wichtig ist die erzielte Vergrößerung bzw. Austrittspupille (AP) und - damit zusammenhängend - das tatsächlich erreichbare Gesichtsfeld am Himmel.
Die max. visuelle Grenzgröße am Stern erreicht man mit etwa 1 mm AP am Teleskop. Das entspricht am Achtzöller einer 200fachen Vergrößerung. Bei flächigen Objekten schätze ich das optimale Maximum i.d.R. bei 2-3 mm AP (67x - 100x).

Da fällt mir noch was ein:

> 8Zoll f/15 Mak

Bei den Instrumenten mit HS-Fokussierung bedeutet die Abstandsänderung HS zu FS immer eine Änderung der Brennweite und damit des ÖV. Besonders fällt das beim Einsatz mit/ohne Zenitspiegel auf.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Leute,

man hüte sich vor Pauschalisierungen.

Das Bild ist bei gleicher Öffnung und gleicher Vergrößerung gleichhell,
die Grenzgröße ist dann auch gleich, sofern in beiden Teleskopen
die glichen Licht-Verluste auftreten. Das kann der Fall sein,
muß aber nicht der Fall sein.
Man muß sich anschaeuen wieviele reflektierende Flächen es gibt
und wie groß die Reflektivität der Verspiegelungen ist.
Und man muß sehen wie viele Glas-Luft-Flächen es gibt
und wie gut deren Vergütungen sind.

Dann kann man berechnen wieviel Licht jeweils verloren geht.
Das kann in manchen Fällen bei älteren Teleskopen recht viel sein.

Das Bild im Mak ist bei gleicher Vergrößerung keineswegs dunkler, sondern gleich hell wie im Newton.

Die stellare Grenzgröße bei beiden Geräten ist gleich. Der Mak wird die Sterne aber schöner zeigen, sofern kein exzessiver Aufwand auf der Okularseite betrieben wird.
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Ob der Mak die Stern schöner zeigt hängt ebenfalls von recht
vielen Faktoren ab.
Welcher Typ Mak?
Welche Ausführung bein Newton?
Welche Okulare und ggf Barlows?

CS,Karsten
 
Hallo zusammen,

Beim Newton hast Du zwei Spiegel und gut is'...
Das Licht muß beim Mak zuerst durch die dicke Meniskuslinse, danach erfolgt die Reflexion an zwei Spiegeln (im Prinzip wie beim Newton) und allermeistens noch an einem Zenitspiegel, den der Newton nicht braucht.
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Die Meniskuslinse frisst vielleicht 3% (1% pro cm Glasweg, 0,5% pro vergütete Fläche). Halte ich für vernachlässigbar.

Vor allem wenn man bedenkt dass man mehr Linsen im Okular braucht, um eine gute axiale und außeraxiale Abbildung in einem schnellen Newton zustande zu bringen. Da hat man die 3% schnell wieder raus.

Bei den Zenitspiegeln ist eine Beschichtung >=95% inzwischen ja quasi Standard.


Mit Schrecken mußte ich einmal feststellen, daß ein 90-mm-Mak weniger Licht durchließ als ein 70-mm-Refraktor bei ansonsten gleichen Bedingungen.
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Kleine Spiegelteleskope verlieren immer überproportional viel Licht. Ein 90mm Newton dürfte auch nicht viel mehr Licht in den Fokus bringen als ein 70er Refraktor, wenn überhaupt.


Ob der Mak die Stern schöner zeigt hängt ebenfalls von recht
vielen Faktoren ab.
Welcher Typ Mak?
Welche Ausführung bein Newton?
Welche Okulare und ggf Barlows?
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Bei den langbrennweitigen Maks oberhalb der Spielzeugklasse wüsste ich nicht welches da eine schlechte Sternabbildung haben sollte (?)

Beim Newton ist mit f5 alles gesagt. Gurken schließe ich mal aus. Was meinst du mit Ausführung?

Barlow lassen wir prinzipiell mal weg, wegen dem bösen Lichtverlust :/

Dass ein schneller Newton mit teuren Okularen ertüchtigt werden kann, habe ich ja oben schon geschrieben.


Ich glaube Roland geht es mehr um die prinzipiellen Zusammenhänge, und weniger um Haarspalterei...


cs
Martin
 
Hallo Ulf,

zu deinem Link: Bei der ersten Formel gehört doch bestimmt der dunkeladaptierte Pupillendurchmesser rein, und nicht die Austrittspupille...

cs
Martin
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Ulf,

die Austrittspupille ist in diesem Fall die Größe der dunkeladaptierten Pupille.
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Kann man so eigentlich nicht sagen. Denn die Grenzgröße am Teleskop wird nicht schlechter, auch wenn die Austrittspupille sehr viel kleiner als 7mm ist.

Klar, mit dem Zahlenwert 7mm gerechnet kommt das gleiche raus. Aber wenn man die reale AP des Teleskops einsetzt, kommt was völlig falsches raus.


Lebensalter:--10--20--30--40--50--60--70--80----Jahre
Augenpupille:-8---8---7---6---5---4---3---2,3---mm
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:augenrubbel:

... halte ich für ein Gerücht (siehe Spinat).


cs
Martin
 
Hallo Martin,

die obere Formel und die zweite darunter sollen nur Näherungswerte sein für einen schnellen Überblick, nicht genau aber ausreichent für ihren Zweck.

Wenn Du es genau wissen willst dann nehm doch die dritte Formel bei der "genau" draufsteht.

Mt = Mv - 2 + 2,5*log(sqrt(D^2-d^2)*V*T)

In der Formel sind:

Mt = Visuelle Grenzmagnitude des Teleskops
Mv = Eigene visuelle Grenzmagnitude
D = Öffnung des Teleskops
d = Durchmesser der Abschattung im Teleskop
V = Vergrößerung des Teleskops
T = Transmission (100% = 1) des Gesamtsystems
log = Logarithmus mit der Grundzahl 10
sgrt = Quadratwurzel
^2 = hoch 2

Alles weitere und nähere im Text.

PS. Ich mag Spinat. ;)
 
HI Leute,

zu den kleinen Maks/SCTs sei aber noch gesagt, dass diese zwar häufig mit 33% Obstruktion angegeben werden. Es wird aber verschwiegen, dass das Blendrohr oft zu eng ist. Effektiv kommen diese dann auf weit über 40% Obstr. und da braucht es nicht zu wundern, dass ein kleinerer Refraktor überlegen ist. Da steckt dann der Teufel im Detail.

CS

Michael
 
Hallo nochmal,
vielen Dank für die teils sehr ausführlichen Erklärungen. Eigentlich ging es mir hauptsächlich ums Prinzip.
Dass jede optische Grenzfläche, egal ob Linse oder Spiegel, Licht kostet ist schon klar. Aber soviel sollte es eigentlich nicht ausmachen, denn sonst würde man ja auch in einem einfach aufgebauten Huygens-Okular mehr sehen, als mit einem Nagler mit einem dreiviertel Dutzend Linsen (hängt natürlich auch von der Beschichtungsgüte ab). Wäre in diesem Zusammenhang auch mal interessant die Transmissionswerte von Okularen zu wissen...

CS
Roland
 
Hi Roland,

denn sonst würde man ja auch in einem einfach aufgebauten Huygens-Okular mehr sehen, als mit einem Nagler mit einem dreiviertel Dutzend Linsen (hängt natürlich auch von der Beschichtungsgüte ab).
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Dem ist auch so wenn das Huygens Okular FMC vergütet wäre. Warum denkst du denn gibt es die 3-Linser Mono-Okulare für high end Planetenbeobachter? Die haben zwar ein sehr kleines GF und sehr kurzen Augenabstand aber das Bild ist sehr hell und scharf!

Gruß
Lots
 
Moin Roland!

> Wäre in diesem Zusammenhang auch mal interessant die Transmissionswerte von Okularen zu wissen...

Ja, das wäre sicher für einige hier auch sehr verwunderlich, denn oft empfohlende und hochpreisige Okulare schneiden in dem Punkt schlecht ab. Da würden sich einige die Augen reiben. Trotz aller Werbeaussagen ist auch bei extrem teuren Glasbausteinen nichts von solchen Werten zu lesen.

Zwischenfrage: Wie mißt man Okular-Transmissionen technisch? Gibt es dafür eine Apparatur oder (besser noch) einen raffinierten Selbstbau?

Ich kann jedem nur mal raten, ein einfaches Okular (RK oder Plössl reicht schon) gegen einen der Glasbausteine in derselben Brennweite antreten zu lassen und NUR auf die Transmission an grenzwertigen Sternen zu achten. Ich hab' das mit einem Kellner und einem Achtlinser erlebt - es ist schon erstaunlich, was man da zu sehen bekommt.
 
Das Licht muß beim Mak zuerst durch die dicke Meniskuslinse ...
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> "Wäre in diesem Zusammenhang auch mal interessant die Transmissionswerte von Okularen zu wissen..."

Wenn dabei merkliche Verluste auftreten, liegt es aber nicht an der Absorption im Glas, sondern an der Qualität der AR-Vergütungen.

Die Lichtabsorption im Innern eines qualitativ hochwertigen optischen Glases ist bei normalen visuellen Wellenlängen gewöhnlich völlig vernachlässigbar.

Z.B. für das weit verbreitete Schottglas BK7

Wellenlänge ... Reintransmission (in 5 mm)
...(nm)

... 400 .................. 0.998
... 500 .................. 0.999
... 600 .................. 0.999
... 700 .................. 0.999

Man müsste also schon einen sehr dicken Glasblock haben, um auf merkliche Absorptionsverluste zu kommen.
Ein 50 mm dickes Prisma aus BK7 hat bei 500 nm immer noch eine Reintransmission von 0.990, also 99%.
Erst außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs gibt es bei typischen optischen Gläsern merkliche Absorptionseffekte.

Im Vergleich zu Reflektionsverlusten von einfach- oder auch mehrschichtvergüteten Glas/Luft-Grenzflächen
sind Absorptionsverluste im Glaskörper also gewöhnlich ohne praktische Bedeutung.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 
Moin Peter!

> Die Lichtabsorption im Innern eines ... optischen Glases ist ... vernachlässigbar.

Okay, akzeptiert.

> Refektionsverlusten von einfach- oder auch mehrschichtvergüteten Glas/Luft-Grenzflächen

...dann nimm die! ;)
 
Hi zusammen!

Das ist doch mal ne interessante Frage.

Die ganze Rechnerei mit den Austrittspupillen ist ja schön und gut. Aber mal ganz stumpf formuliert bilden langsamere Systeme doch tendentiell schärfer bzw. deutlicher ab - eben auch wegen der Obstruktion. Lots ist der einzige (wen ich übersehen hab, sorry ;-)), der das hier anspricht. Wenn man einen Stern nun schärfer sieht, ist er doch auch einfacher auszumachen als wenn er unschärfer ist. Somit sollte ein langsameres System eine höhere Grenzgröße möglich machen.

Ganz zu schweigen davon, dass ein langsameres System leichter zu justieren ist und daher wohl häufiger die erreichbare Schärfe zeigt, als ein schneller Spiegel ...

Grüße inne Runde,
Norman


 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Norman,

lol, das ist ein guter Auftakt für eine Grundsatzdiskussion....

Lichschwache Syteme bilden leider nicht immer schärfer ab als
lichtstarke Systeme. Es kommt ganz drauf an was man mit was vergleicht.

Es kommt da auf die Summe der Gesamt-Aberrationen im Fokus an.

Ganz zu schweigen davon, dass ein langsameres System leichter zu justieren ist und daher wohl häufiger die erreichbare Schärfe zeigt, als ein schneller Spiegel ...
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Ein "langsames" System ist auch nicht immer leichter zu justieren
als ein "schnelles" System. Es kommt da ebenfalls auf das
System an. Ich habe hier einen f/12 Yolo, an dem kannst du
dich ja gerne mal versuchen.

Eines ist aber unbetreitbar:
Einfache weniglinsige Okulare sind an einem lichtstarken System
nicht in der Lage auf der Achse annähernd perfekt abzubilden.

Es macht keinen Sinn ein Huygens Okular an einem f/5 Teleskop
zu verwenden. Oder ein Ortho an einem f/4 Teleskop.
Da verwendet man besser eine Barlow + ein längerbrennweitiges Ortho.

Klug ist derjenige Beobachter der Teleskop + Okularseitiges Zubehör
im Zusammenhang sieht und entsprechend einkauft.

Noch ein Wort zur Transmission bei Okularen:
Ich hatte mal ein unvergütetes Huygens Okular (mit Glaslinsen).
Das hatte eine schlechtere Transmission als mein 7-linsiges
Pentax XL Okular. Vergütungen auf sehr hohem Niveau machen
heutzutage viellinsige Okulare mit guter Transmission möglich.

Transmission ist aus meiner Sicht aber ein aus Marketinggründen
gerne vorgeschobener Aspekt. Kontrasttransfer und Aberrationsfreiheit
sind für mich ungleich wichtiger.

CS,Karsten
 
Hi Karsten,

ich meinte bei der Gegenüberstellung selbstverständlich unter der Vorraussetzung der gleichen Bauart unter Verwendung desselben Zubehörs bzw Zubehör, welches die gleiche Vergrößerung produziert. Hatte ich noch vergessen zu erwähnen.

Ahoi,
Norman
 
Hallo Ralf,

Mal die komplette Antwort auf die Formel von Ulf.

Die Formel die Du benutzt gibt nur der Flächengewinn der
Pupille eines nicht-obstruiertes System und eine Grenzgröße von 6,5 mit dem bloßem Auge. Diese ist aber sehr arg hoch, es sind kaum Gebiete in Deutschland wo man 6,5 erreicht.
Weiter ist der Himmel ein Flächenobjekt und ein Stern ein Punktobjekt. Deshalb ist die Grenzgrösse mit abhängig von der Vergrösserung und weiter noch von der Transparentz des Fernrohres.
Die Transparenz ist abhängig von der Qualität der Spiegelschichten, Vergütungen und spektralen Eigenschaften aller Schichten und Materialien.
Bei einem obstruierten Spiegelsystem muss man auch noch die Abschattung verrechnen.

Wenn dieses alles in Betracht genommen wirdt ist de Grenzgrösse eines Teleskops gleich:

Mt = Mv - 2 + 2.5*log(sqrt(D^2-d^2)*V*T)

In der Formel sind:
Mt = Visuelle Grenzmagnitude Teleskop,
Mv = Eigene visuelle Grenzmagnitude
D = Öffnung des Teleskops,
d = Durchmesser der Abschattung im Teleskop,
V = Vergrösserung des Teleskops,
T = Transmission (100% = 1) des Gesamtsystem.

("log" bedeutet logaritmus mit der Grundzahl 10, "sgrt" bedeutet die Kwadratwurzel, "^2" bedeutet hoch 2)

Hierbei sollte die Austrittspupille (D/V) der Anordnung kleiner sein als die derzeitige eigene Augenpupille.

Nicht mitgerechnet werden können sind interne Reflektion an Tubuswänden usw. wenn man in der Nähe von hellen Objekten (Mond) oder des Nachbars Gartenlampe .
Auch ist in der Rechnung nicht die Aufhellung des Himmels verrechnet wenn man in der Nähe des Mondes beoachtet und es gibt eine dünne Bewölkung oder es ist etwas Neblig.

Vor allem bei hellen Objekte (z.B. beim Beoachten von Sternbedeckungen am Mond) kann es auch noch eine Reflektion an der Hornhaut des Auges sich wiederspiegeln in der letzten Linsenfläche des Okulars. Diese gibt eine Aufhellung des "Himmelshintergrund" im Okular. Wenn die letzte Linsenfläche eine Konkavfläche ist wirkt sich diese Reflektion stärker aus als wenn es eine Konvexfläche ist.
Weiter bringen Schmutz auf dieser Linsenfläche und Tau auf dem Objektiv natürlich auch noch Streuungseffekte die die Grenzgrösse weiter Reduzieren, Da diese, wie auch den vorgenannten Effekte, aber nicht Qantifiziert werden können sind die nicht in der Formel einbezogen.
Diese Formel ist richtig bis Austrittspupillen von 1 mm und mehr. Bei kleineren Austrittspupillen gibt es noch andere, nicht eindeutige Effekte am Okular und im eigenen Auge.

Die Formel ist entwickelt mit als Basis die Beobachtung von veränderiche Sternen von meinen Freunden Henk Feijth (leider inzwischen verstorben) und Georg Comello aus den Niederlanden auf der Basis von mehr als 100.000 (hunderdtausend!) eigene Beobachtungen. Die Formel wurde in um 1995 entwickelt. Es wurden verschiedene Fernrohre benutzt, sowohl Refraktoren alsauch Systeme mit einer Abschattung.

Gruss,

Harrie
 
Zitat von Telescopia:
Mt = Mv - 2 + 2.5*log(sqrt(D^2-d^2)*V*T)

In der Formel sind:
D = Öffnung des Teleskops,
d = Durchmesser der Abschattung im Teleskop,
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Jeweils in Zentimetern.

Das Ganze gilt nur so lange, wie die Sterne Punkte bleiben. Die Vergrößerung darf nicht über die Begrenzungen durch die Luftruhe oder das Auflösungsvermögen der Optik erhöht werden - je nach dem, was zuerst eintritt.
 
Hallo. Ich hab mal eine frage zur Obstruktion. Maks sollen sich ja gut für die Planetenjagd eignen. Die Obstruktion liegt aber selten unter 33 Prozent und hier im Thread sind sogar von 40 Prozent die Rede. Wieso also liefern sie den besseren Kontrast an Planeten als Newtons?
Wo is da der Vorteil?



Gruß Deadlock
 
Hi Deadlock,

der einzige Vorteil eines Mak ist seine kurze Baulänge, alles andere sind Kompromisse die man halt wegen diesem einen Vorteil akzeptiert(oder auch nicht).

Gruß
*entfernt*
 
Hallo Günther
Aber wieso dann kein SC? Gut das mit dem Märchen vom Mak als Planetengerät mal aufgeräumt wird!


Gruß Deadlock
 
Hi Deadlock,

wenn 3 Typen (Newton, Mak-Cass, SC) jeweils perfekte Flächen haben und alles andere stimmt, wird der Newton wegen der typischerweise kleinsten Obstruktion bei kontrastarmen Details am Planeten das Meiste zeigen.

In der Praxis kommen aber einige Punkte hinzu. Z.B. folgende:
- handelsübliche SCs haben offenbar keine besonders guten Flächen (vor allem die Schmidtplatte scheint auffällig zu sein)
- Newtons sind oft nicht richtig kollimiert, oder es werden nicht wirklich passende Okulare verwendet
- Maks haben oft mehr Probleme mit Tubusseeing


Was jetzt im Einzelfall zutrifft kann man natürlich nicht allgemein sagen.

Meine Erfahrungen sind z.B.
- mein 6" Intes Mak-Cass (OB zu 35% gemessen) zeigt am Planeten mindestens so viel wie ein typisches 8" SC (das habe ich über einige Jahre immer wieder feststellen können)
- mein 8" f6 Newton (OB 20%) zeigt am Planeten wesentlich mehr als mein 6" Mak

Für Planeten halte ich die handelsüblichen SCs für die schlechteste Wahl in der jeweiligen Größenklasse. Grund ist m.E. die zweifelhafte Flächenqualität.

Am besten sind Newtons, die Randbedingungen müssen aber stimmen.

Die Maks (in erster Linie die russischen) sind wahrscheinlich deshalb so erfolgreich bei Planeten, weil sie
- normalerweise gut justiert sind (da sie die ab-Werk-Kollimation dauerhaft beibehalten)
- gute und glatte Flächen haben


cs
Martin
 
Vielen vielen Dank für diese aufschlussreichen Informationen. Das hilft mir bei meiner Teleskopwahl weiter.


Gruß Deadlock
 
Nochmal zurück zur Diskussion der Ausgangsfrage:

Zitat von UwePilz:
Zitat von Telescopia:
Mt = Mv - 2 + 2.5*log(sqrt(D^2-d^2)*V*T)

In der Formel sind:
D = Öffnung des Teleskops,
d = Durchmesser der Abschattung im Teleskop,
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Jeweils in Zentimetern.
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Nee, die Durchmesser D und d von Optik und Obstruktion sind in Millimeten zu nehmen!
Kannst ja mal probeweise für das bloße Auge D = 6.3 mm nehmen, also

D = 6.3
d = 0
V = 1
T = 1

einsetzen.

Dann bekommst Du

Mt = Mv - 2 + 2.5 * log (sqrt(D^2-d^2)*V*T) = Mv - 2 + 2.5 * log 6.3 ~ Mv - 2 + 2.5 * 0.8 ~ Mv

also Mt ~ Mv

wie es sein muss.

(Wenn Du stattdessen in Zentimetern rechnest, also D = 0.63 verwendest, kommt Mt ~ Mv - 2.5 heraus, was keinen Sinn macht.)

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 
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