Grenzgröße beim Fernglas

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resal

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Hallo,

kann man die Grenzgröße beim Fernglas berechnen?
Ich hab die letzten Tage den Komet C/2012 K5 (Linear)
ca. Mag 8,5-9 noch leicht erkennen können.

Wo liegt die Grenze?

Ich hab ein Canon 18x50 Fernglas.


Gruß, Jürgen.
 
Moin Jürgen!

Interessante Frage. Es gab hier im Forum schon einmal einen Thread dazu, vielleicht läßt sich damit was anfangen. Muß selbst erstmal lesen... --> Klick mich!

Hier noch ein CN-Report als PDF: http://www.cloudynights.com/documents/limiting.pdf

Zu bedenken ist immer, daß neben der Objektiv-Öffnung auch immer die Vergrößerung des FG eine Rolle spielt - ist beim Teleskop auch nicht anders. Dazu kommt noch, ob man mit Stativ beobachtet ider nicht oder ob es - wie in Deinem Fall - wohlmöglich noch ein FG mit Bildstabilisierung ist.
 
Hallo Jürgen,

entscheidend ist hierbei die Verwendung eines Stativs, ohne Unterstützung verschenkt man locker eine Grenzgröße, vor allem, wenn es nur um indirekt sichtbare Objekte geht. Außerdem spielt natürlich wieder die Himmelshelligkeit eine Rolle.

Bei einer testweisen Beobachtung vor Jahren kam ich mit einem 10x50-Fernglas bis zu einem 10,3mag-Stern (6,0mag freisichtige Grenzgröße). So könnte man sagen, dass 9,0mag freihändig und mit Stativ 10,0mag drin sind. Und mein 20x60 wird sicher schon an die 11,0mag rankommen. Das gilt jetzt aber nur für Punktquellen, mit flächigen Objekten hab ich weniger Erfahrung.
 
Hallo Jürgen,

nicht zu vergessen ist auch die Objektivöffnung. Bei 50mm-Öffnung hast du in der Stadt Sterne bis zu einer Grenzgröße von 8,0 m; im Vorort von 9,0 m und unter dunklen Landhimmel 10,0 m.

Die besagte Formel, um dies auszurechnen,habe ich nicht griffbereit.


Sternklare Nächte, MIchael.
 
Zitat von resal:
kann man die Grenzgröße beim Fernglas berechnen?
Ich hab die letzten Tage den Komet C/2012 K5 (Linear)
ca. Mag 8,5-9 noch leicht erkennen können.

Wo liegt die Grenze?

Ich hab ein Canon 18x50 Fernglas.
Hallo Jürgen, mit einem bildstabilisierten 18x50 sollte sogar noch mehr als mag 9 möglich sein. Voraussetzung dafür ist aber ein dunkler Himmel abseits von lichtverschmutzten Städten. Für die Grenzgröße als Funktion von optischer Öffnung und Himmelsqualität kann man unter gewissen vereinfachenden Annahmen eine simple logarithmische Formel herleiten, siehe z.B.

Formel für Grenzgrößenberechnung

oder

Herleitung Formel der Grenzgröße

m_D = m_d + 2.5 lg (Φ_D/Φ_d) = m_d + 5 lg (D/d)

dabei ist

m_D = Grenzgröße der Optik mit der Öffnung D
m_d = Grenzgröße des unbewaffneten Auges mit Pupillenöffnung d
Φ_D = Lichtfluss in der Optik
Φ_d = Lichtfluss in der unbewaffneten Pupille
D = Öffnung der Optik
d = Öffnung der unbewaffneten Pupille

Damit ergibt sich folgende Tabelle

D/d ....... Φ_D/Φ_d ....... m_D - m_d ......... m_D

1 ................. 1 ................. 0.0 ................ 6.0
5 ................ 25 ................ 3.5 ................ 9.5
6 ................ 36 ................ 3.9 ................ 9.9
7 ................ 49 ................ 4.2 ............... 10.2
8 ................ 64 ................ 4.5 ............... 10.5
9 ................ 81 ................ 4.8 ............... 10.8
10 ............. 100 ................ 5.0 ............... 11.0
15 ............. 225 ................ 5.9 ............... 11.9
20 ............. 400 ................ 6.5 ............... 12.5
25 ............. 625 ................ 7.0 ............... 13.0
30 ............. 900 ................ 7.4 ............... 13.4
40 ............ 1600 ................ 8.0 ............... 14.0
50 ............ 2500 ................ 8.5 ............... 14.5
60 ............ 3600 ................ 8.9 ............... 14.9

wobei für die Berechnung der teleskopischen Grenzgröße in der letzten Kolumne ein Wert von m_d = 6.0 mag für das unbewaffnete Auge eingesetzt wurde.


Dabei spielt der Lichtfluss hier nur zum besseren Verständnis der Zusammenhänge eine Rolle. Als Endergebnis der Herleitung ergibt sich die einfache Formel

M_D = m_d + 5 lg (D/d)

wobei "lg" den gewöhnlichen Logarithmus zur Basis 10 bezeichnet, auf Taschenrechnern wird der häufig auch mit "log" bezeichnet. Entscheidend ist also einerseits das Verhältnis D/d von Optik und Pupillenöffnung, und andererseits die durch m_d charakterisierte Himmelsqualität am Beobachtungsort, welche in der englischen Literatur auch als f_st (faintest star) bezeichnet wird.

Für ein Fernglas mit D = 50 mm und eine unbewaffnete Grenzgröße von m_d = 6 mag bei einer dunkeladaptierten Pupillenöffnung von d = 7 mm ergibt sich dann theoretisch:

M_D = m_d + 5 lg (D/d) = 6 + 5 lg (50/7) = 10,3

Es muss dabei allerdings betont werden, dass mit dieser einfachen Formel nur der unterschiedliche Lichtfluss von Optik und unbewaffnetem Auge erfasst wird. Bei stellaren also punktförmigen Objekten kommt bei hohen Vergrößerungen noch ein Kontrastgewinn durch die Abdunklung des Hintergrundes ins Spiel, bei flächigen Objekten wie Galaxien und Kometen bringt das aber nichts, weil für solche Objekte die Flächenhelligkeit von Objekt und Hintergrund sich in gleicher Weise mit der Vergrößerung verändert. Bei genauer Betrachtung können die Zusammenhänge sehr kompliziert werden, siehe z.B.

Bradley E. Schaefer: TELESCOPIC LIMITING MAGNITUDES

und

Grenzgröße bei unterschiedlichem Öffnungsverhältnis

Es gibt aber auch ganz praktische Werkzeuge im Netz, z.B. den

Limiting Magnitude Calculator

wo man alle wesentlichen Parameter nur einzutippen braucht.

Für alle praktischen Belange sollte die oben angegebene Formel oder auch dieser Calculator ausreichen ...

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 
Hallo an alle,

vielen Dank für die vielen Antworten. Ich werd mir die Beiträge in Ruhe durchsehen.

Mein Fernglas hat einen Optischen Bildstabilisator, der auch ganz gut funktioniert.
Der Beobachtungsort ist im Ländlichen Gebiet, aber die Lichtverschmutzung ist ja mitlerweile fast Überall angekommen.

Gruß, Jürgen.
 
Hallo Jürgen,

die Faktoren sind glaube ich klar.

1. Himmelsqualität (Grenzgröße mit dem bloßem Auge)
2. Qualität des Fernglases
3. Vergrößerung (je höher umso besser)
3. Stativ/Bilstabilisator ja/nein
4. Qualität der Augen (Alter)
5. Beobachtungserfahrung
6. Punkförmige/flächige Objekte

Ich denke unter optimalen Bedingungen solltest du Sterne, die schwächer als 11m gerade so erkennen können.

Gruß
Lothar
 
Ich verwende eine Formel: LM = NELM + 2.5 log M + 2.5 log D
wobei:
LM = Grenzgrösse im Fernglas
NELM = Grenzgrösse ohne Fernglas
M = Fernglas Vergrösserung
D = Fernglas Objektivdiameter in cm (nicht mm !)

Das gibt dan z.B. bei NELM = 6:
7x50 -> LM = 9.9
10x50 -> LM = 10.2
18x50 -> LM = 10.9
 
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Hallo zusammen,

letztendlich denke ich, dass das individuell sehr unterschiedlich sein kann, sprich obwohl unter demselben Himmel mit demselben FG sieht der eine Sterne bis zur x-ten, der andere Sterne bis zur y-ten Größenklasse. Eine allgemeine Aussage Unter dem Himmel x und den Bedingungen y und dem FG z muss ich Sterne bis zur Grenzgrößenklasse a sehen kann also nicht gegeben werden. Und alle Formeln und Werte sind deshalb wohl nur Näherungswerte.

Gruß
Lothar
 
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