Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achromaten

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Obstruktion,die 384ste,Aufnahme....

Hallo Karsten,

bitte zum Thema zurück.
Es ging mir nicht und mir nicht darum, eine Relektor vs. Refraktor Diskussion zu entfachen.
Dafür hätte ich auch noch ein paar Dinge auf Lager, die im Laufe der Jahrhunderte vergessen wurden und zwar sowohl für den Reflektor wie für den Refraktor. Beispiel: Kühlst Du z.B. Deine Fangspiegelstreben? Wenn Du wissen willst warum, gebe ich Dir einen Link für die Antwort.

Also: Bitte keine China-Refraktor oder Obstruktionsdiskussion oder Justier-Problematik oder Thermik oder oder oder

Ich finde den Thread bis jetzt sehr anregend, da er mir zeigt, wie ausführlich man das Thema in einem Artikel angehen und aufziehen muß, damit die Ableitung und Konsequenzen daruas für jedermann nachvollziehbar sind. Ich schreibe den Artikel (der eigentlich schon fertig war) z.Zt. laufend um, um die letzten Einwände, die sich hier ergeben noch zu berücksichtigen und neue Beispiele zur Bestätigung einzufügen.
S. dazu meine Antwort an Binoviewer weiter oben.

Von daher echt klasse, daß es (meistens) recht sachlich bleibt.

Hier geht es ausschließlich um die Neubewertung der Auswirkungen des Farbfehlers durch Berücksichtigung wellenoptischer und physiologischer Tatsachen.
Ich werde aus Zeitgründen auch nur noch auf Fragen oder Einwände antworten, die sich genau darauf beziehen, da ich morgen meine Koffer packe für den Urlaub und dann erstmal 10 Tage weg bin.

C.S.

Roger

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Kurt,

die "Mühe" habe ich mir Gott sei Dank nicht umsonst gemacht.

Aberrator hat für unsere Betrachtungen den gleichen "Denkfehler" wie die klassische Ableitung aus der geometrischen Optik.

Für einen spektral linear empfindlichen Detektor (Film oder blauverstärktes CCD) stimmen die Ergebnisse von Aberrator natürlich erstmal. Deswegen ist mit CCD oder Film nur mit Tricks aus einem FH was rauszuholen (engbandiger Farbfilter, nachträgliche Kontrastverstärkung....)

Hier geht es aber um das System FH-Auge und da muß man die physiologischen Eigenschaften des Auges berücksichtigen.
Das tut Aberrator aber nicht (der universellen Einsatzbarkeit wegen).

Außerdem bin ich mir nicht sicher, ob Aberrator die wellenoptische Vergrößerung des Fokusbereiches berücksichtigen kann. Das ist eine der komplexesten numerischen Rechnungen der Optik. Ich vermute, daß Aberrator bei der Angabe einer Defokussierung einfach das wellenoptisch erzeugte Bild mit einer geometrischen Verschiebung berechnet. Also eine Mischung aus geometrischer und Wellenoptik. Das ist in Fokusnähe aber nicht zulässig.

Von daher glaube ich, daß Du die Zahlen in Aberrator schon richtig eingegeben hast, aber Aberrator aufgrund obiger Effekte für die visuelle Beobachtung "falsche" Ergebnisse liefert.

Aus ähnlichen Gründen hat sich bei Vielen mittlerweile herumgesprochen, daß (geometrisch gerechnete) Spotdiagramme zur Beurteilung einer Optik nicht der Weisheit letzter Schluß sind.

Man muß bei der Anwendung der Überlegungen auf reale Teleskope noch 2 Dinge berücksichtigen, auf die ich mehrfach
eingegangen bin:

1.) Die Ableitung hier bezieht sich ja nur auf die Auswirkungen der chromatische Aberration.
Bei "ultralichtstarken" FHs kommen andere bildverschlechternde Faktoren dazu, die den Farbfehler überwiegen (können):
Sphärische Aberration, Sphärochromatismus, überproportionale Justierempfindlichkeit
(bis hin zur Unmöglichkeit perfekter Justage), überproportionales Anwachsen der Auswirkungen von Glassortenschwankungen...

2.) Bei FHs, bei denen die Punkte aus 1.) nicht gelten, also ab N=10 etwa, und perfekter optischer und mechanischer Ausführung lassen sich viele vom "Blausaum" täuschen und schließen -wie zu letzt Binoviewer- vom "Bauchgefühl" oder "Hauserfahrungen" darauf, daß der sichtbare Blausaum Kontrast und Auflösung zerstören muß!

In der ausführlichen Antwort auf Binoviewer bin ich noch mal auf das Thema "Verlust an Blaukontrast" an einem Extrembeispiel eingegangen.

Ich stelle es hier noch einmal etwas anders dar:

Der Rest-Blausaum, den man in visuell wahrgenommenem Prozentsätzen im Vergleich aus der geposteten Tabelle entnehmen kann, ist von seiner Auswirkung vergleichbar mit dem Verhältnis: (Licht im Beugungsscheibchen/Licht in den Beugungsringen).
Ein perfektes (unobstuiertes) System hat (meiner Erinnerung nach) 83% Licht im Beugungsscheibchen, 17% gehen in die Beugungsringe mit exponentiell abnehmender Helligkeit.
Damit erzeugt auch eine perfekte unobstruierte Optik einen "Grauschleier" von etwa 17% mit dem Durchmesser etws des 1. Beugungsringes.

Wenn wir jetzt einen visuellen "Blauschleier" von 10% annehmen, der ebenfalls -wie die Helligkeit der Beugungsringe- exponentiell in der Helligkeit abfällt, entspricht das in seiner Wirkung etwa beispielsweise einem System mit 30% kleinerem Durchmesser für Blaukontraste oder der Einführung einer zentralen Obstruktion von 20% (Newton).
Damit bleibt die blau-kontrast verschlechternde Wirkung selbst eines extremen Wertes von 10% moderat.

Der sichtbare Blausaum um die Objekte ist aber bei so einer Ootik extrem auffällig und legt dem "Bauchgefühl" nahe, daß hiermit ein extremer Auflösung- und Kontrastverlust einhergeht.
Obige Überlegung zeigt aber, daß sich das Bauchgefühl hier eher täuscht.

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo zzzip,

Deine Zusammenfassung 1) und 2) und die Folgerungen daraus treffen genau den Kern.

Daß mit dem 1m-Yerkes-Refraktor dann das Ende der Fahnenstange aufgrund Durchbiegungseffekten, mechanischer Stabilität, Nicht-Erhältlichkeit von noch größeren Glasrohlingen etc. fiel zusammen mit der von George Ellery Hale eingeleiteten Erkenntnis, daß mehr Licht für Photographie und Spektrographie nur mit Spiegelteleskopen erzielbar wäre.
Hale war ja 4mal nacheinander für das größte Teleskop seiner Zeit verantwortlich (1m-Yerkes; 60´´-Yerkes/Mount-Wilson; 100´´ Mount-Wilson; 200´´ Palomar). Es war also das parallele Aufkommen der Bedürfnisse der Astrophysik, die das Ende der großen REfraktoren bedeutete. Das hatte aber eben nichts mit dem Farbfehler zu tun (außer für die Photographie).

Du verwechselt Tiefenschärfe und erlaubte Fokussiertoleranz aufgrund Qualität der Optik. Die wellenoptische Tiefenschärfe für das Beugungsscheibchen ist ein Naturgesetz. Wenn die Optik aber nicht beugungsbegrenzt ist, oder ich mit weniger als beugungsbegrenzter Abbildung zufrieden bin, kann ich natürlich eine nochmal um den Faktor
x vergrößerte Schärfentiefe zulassen. Das eine hat aber nix mit dem anderen zu tun. Unsere Betreachtungen hier beziehen sich ja gerade auf das Erreichen oder die Einhaltung der vollen theoretischen Auflösung=Beugungsbegrenzte Grenzwerte.
Die Überlegungen gelten grundsätzlich auch für APOs. Es ergeben sich natürlich andere Zahlwenwerte aufgrund der von vornherein besseren Farbkorrektur. Es gilt auch für Spiegel, Einslinser, Okulare, die Atmosphäre und das Auge (steht alles in meinen anderen Postings)

Mit der Formel N(min)=(0,025*D)^1,6 hast Du natürlich recht, daß die Dimension in der Konstante 0,025 als [1/mm] versteckt ist. Wenn Du am Computer sitzt, kannst Du in Windows mal den Taschenrechner aufrufen. Den kannst Du oben bei "Ansicht" auf "wissenschaftlich" umschalten. Dann steht Dir auch die Funktion "XhochY" zur Verfügung.

Taylor war eine absolut respektierte Kapazität. Lies Dir mal seine Biographie durch. Wenn ich an dem Mann zweifele, kann ich auch Ernst Abbe oder Joseph von Fraunhofer zweifeln. Gerade diese Genies sind Ihrer Zeit aber manchmal soweit voraus, daß manche Erkenntnisse in ihrer Tragweite erstmal nicht registriert werden und dann vergessen werden.
Ich geb Dir noch ein paar Beispiele zu Taylor: Er hat (vor Zeiss) die Vergütung erfunden (durch Aufbringen von chemischen Schichten im Säurebad!!!).
Er hat (den Vorläufer) der Nagler-Okulars erfunden. Frag mal Uncle Al, woher er seine Ursprungs-Idee zum Nagler-Okular hatte.
Lies mal das Vorwort im Suiter "Star Testing Astronomical Telescopes", wer Suiter zu seinem Buch inspiriert hat.
Taylors kleines Büchlein "The Testing and Adjustment of Telescope Objectives" war 100 Jahre das Standardwerk zum Sterntest und zur Fernrohrjustage.
Daß die Tragweite seiner Messungen und Ableitungen wenig Folgeliteratur bewirkte, liegt m.E. an 2 Umständen:

-wellenoptische numerische Simulation waren erst mit Computern 70 Jahre später möglich. Damit konnte sein empirisches Auffinden des vergörßerten wellenoptischen Schärfentiefebereichs erst streng bewiesen werden, als ihn mangels Zeitabstand keiner mehr kannte und es keinen mehr interesiierte.
-der vergrößerte Schärfebereich war ja ein "Natureffekt", der allen das Leben leichter machte und einfach da war, ohne daß man ihn weiter beeinflussen könnte. So what. Einem geschenkten Gaul schaut man nicht ins Maul. Oder anders: die großen Refraktoren haben eben immer "funktioniert", auch wenn Sie (geometrisch betrachtet) gar nicht funktioniert haben dürften.
Also: Who cares, wenn Taylor dann im Nachhinein die Erklärung gefunden hat, warum die Refraktoren funktioniert haben.
In der Wissenschaft ist es so, daß eine Anhandlung von allen Lesern erstmal auf Fehler untersucht wird, gerade wenn sie neue Erkenntnisse enthält. So sind die Wissenschaftler eben von Natur aus. Keine Replik auf einen Beitrag heißt also erst mal, daß keiner einen Fehler gefunden hat!
Auf eine "perfekte" Abhandlung gibt es in der Regel keine Replik in Form von Gratulationen oder Leserbriefen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften.
Das Wissen wird aufgesogen und dann entweder vergessen oder tradiert. In Falle Taylor ist es aber nicht vergessen worden, sondern 4 klassische Abhandlungen von ihm sind ja in
den Folgeauflagen von "Star Testing..." kontinuierlich nachgedruckt worden! Warum wohl?

Sinn der Irisblende am Refraktor war weniger die photographische Nutzung, sondern die (irrige) Annahme von Lowell, bei schlechtem Seeing mehr Details durch Abblenden sehen zu können. Abblenden bringt für den Farbfehler des Refraktors bei der Blauempfindlichen Photoplatte so gut wie nichts, was die quadratisch wachsende Belichtungszeit rechtfertigen würde.
Eher hat man -wie beim Lick- Zusatzlinsen, Doppelrefraktoren (1 visuell, 1 photographisch) ober eben "das photo-visuelle Triplett" nach Taylor eingesetzt, als einen visuell korrigierten Refraktor zur Photographie abzublenden. Das ist
in der Kleinbild-Photographie aus anderen Gründen sinnvoll, nicht aber bei der Photographie mit Refraktoren.

Mit den Doppelrefraktoren hast Du Recht.

Zu Deinem letzten Absatz verweise ich auf meine Antwort-Postings auf andere Beiträge. Dort habe ich das Thema 3...4mal von verschiedenen Seiten aus beleuchtet.
Kein Konstrukteur wird die Korrektur eines (visuellen) Achromaten ins Blaue legen -wo man es nicht braucht- sondern
natürlich ins Grüne, wo das Auge seine maximale Empfindlichkeit hat.

C.S.

Roger

binoviewer · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Roger,

1.) linearer Durchmesser des Beugungsscheibchens im Fokus = 0,0013 * f (unbestritten, da Physik)

Diesem Punkt stimme ich zu. Hinzu käme noch die Abhängigkeit von der Wellenlänge.

2.) Verlauf der Brennweite eines Fraunhofer-Achromaten in Abhängigkeit von der Wellenlänge

Ja, sehe ich auch als unbestritten an.

3.) Spektralempfindlichkeit des Auges (unbestritten, da Physiologie)

Die Spektralempfindlichkeit ist in jedem Fall individuell unterschiedlich,
teils sogar stark unterschiedlich. Extrembeispiel: Farbblindheit.

in deinem ersten Posting schilders du:

Taylor hat mit großer Akribie und großer praktischer wie theoretischer Sachkenntnis an 4 ganz unterschiedlichen Refraktoren (N=8....60) die Schärfentiefe am realen Beugungsscheibchen gemessen, und zwar bis zu dem Punkt, an dem das Beugungsscheibchen das erste Anzeichen von "Diffusität" zeigte

Du gibst aber keinen Hinweis, wie er das gemacht hat. Wie kann er eine
Schärfentiefe am Beugungsscheibchen messer? Mit Interferenzfiltern kann
er lediglich die Fokusdifferenz zwischen den Beugungsscheibchen der
jeweiligen Wellenlängen messen.

Die Eigenschaft "Diffusität" ist ebenfalls nicht weiter definiert.
In diesem Sinne ist das eine nutzlose weil nicht nachvollziehbare
Größe. Was soll ich damit anfangen? Wie soll ich sie interpretieren?

4.) Wahl des Fokuspunktes durch das Auge nicht im Minimumfokus, sondern in der "Mitte" der “Fokusschicht” (experimentell bestätigt und von jedem mit einem Grünfilter nachzuvollziehen, s. auch weiter unten)

Das Auge wählt beim Fokussieren am Teleskop den Grünen Fokus, oder
noch korrekter ausgedrückt, die Hand am Fokussierknopf bewegt den
OAZ, bis der Brennpunkt des Okulares mit dem Grünen Fokus des Teleskopes
zusammenfällt. Ob dieser Vorgang mit den Fokusexperimenten von Taylor
gleichzusetzen ist sei mal dahingestellt.
Warum es dann von Vorteil sein soll, daß Blau und Rot intrafokal und nicht extrafokal liegen verstehe ich ebenfalls nicht.
Der Blur bleibt immer gleich groß, egal ob er intra- oder extrafokal liegt.

Geometrisch dürfte die Fokussiertoleranz am Okularauszug eines Newtons mit N=5 nur 33 Mikrometer sein für beugungsbegrenzte Abbildung. Damit ließe sich mit einem normalen Okularauszug "von Hand" kein Gerät mit N=5 genau genug in den Fokus bringen.

Läßt er sich auch nicht! Um einen f5 Newton mit Zahntrieb hinreichend
genau zu fokussieren (einen zb. einen CCD-Sensor) benötigt man daher
auch jede Menge Geduld. Das kann schon mal eine halbe Stunde dauern,
die Astrofotografen hier werden es dir bestätigen. Selbst dann wird der
Fokus nur selten innerhalb der Beugungsgrenze getroffen.
Da aber sowohl das Seeing wie auch die Nachführung oft schlimmere
Auswirkungen haben und man zudem noch mit Bildnachbearbeitung
(zb. Deconvolution) den Spotsize wieder verringer kann, fällt der nicht
ganz exakt getroffene Fokus weniger ins Gewicht.
Und die Beugungsbegrenztheit spiel in der Fotografie nur eine Rolle,
wenn die Brennweite hoch genug bzw. der Pixeldurchmesser des Chips
klein genug ist.

Das Auge hat eine extreme chromatische Aberration. Diese könnte, wenn Sie nach der geometrischen Optik voll durchschlägt, niemals vom Gehirn "weggerechnet" werden

Woher willst du eigentlich wissen, wieviel chromatische Aberration das Auge
wegrechnen kann? Das Gehirn kann selbst ein auf dem Kopf stehendes Bild
nach kurzer Zeit wegrechnen und zum Wegrechnen der chromatischen Aberration
hatte es allein beim Menschen Millionen von Jahren zeit.

Ich bin nach wie vor nicht davon überzeugt, daß Taylors Experimente und
der daraus abgeleitete Formalismus die Realität wiederspiegeln und obwohl
du hier recht ausführliche Schilderungen bringst, sind sie dennoch nicht
alleine dadurch nachvollziehbar. Als Resultat daraus bleibt, daß ich
vieles davon erstmal glauben und hinnehmen, oder es selbst sehr aufwendig
nachrecherchieren muß, wozu ich aber persönlich nicht die notwendige
Zeit zur Verfügung habe, so interessant es auch wäre.

Wie erklärst du dir weiters den großen Unterschied an Detailfülle
bei einem direkten Vergleich eines 6"f8-Fraunhofers mit einem 6"f8-Newton.
Ich meine hierbei NICHT das Auflösungsvermögen, von dem du fast
ausschließlich sprichst. Es geht um die wirkliche Fülle an wahrnehmbaren
Details, ganz konkret zb. Wolkenstrukturen auf Jupiter.

Wobei du die Frage, ob du solche direkten Vergleiche schon selbst
durchgeführt hast, leider nicht beantwortet hast. Ich meine dabei einen
korrekt durchgeführten, nachvollziehbaren Vergleich.
Da du von Taylors Ausführungen so überzeugt bist, wäre es doch schon
längst angebracht gewesen, diese im Zuge eines solchen Vergleiches
zu bestätigen und zu überprüfen? Du sagst ja selbst, was zählt ist das
was hinten rauskommt. Das was hinten rauskommt wiederspricht aber deinen
und Taylors Aussagen.

Bino-Tom

Kurt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Roger,

die "Mühe" habe ich mir Gott sei Dank nicht umsonst gemacht....

nein, das glaube ich auch nicht. Dein Ansatz die Augenempfindlichkeit quantitativ mit zu berücksichtigen ist auf jeden Fall richtig. Ich werde mal versuchen, ob und wie man so etwas wie eine farbbewertete MTF unter Berücksichtigung der Augenempfindlichkeit und des typischen sekundären Spektrums hinbekommt. Was mich stutzig gemacht hat ist das extrem starke Ansprechen der MTF unter "Aberrator" bei vorgegebeber relativen Defokussierung nach Änderung des Öffnungsverhältnisses.
Bei Deinen Tabellenwerten ist das dagegen weit weniger extrem. Ob da wirklich ein Widerspruch vorliegt bin ich mir noch nicht sicher.

Noch ein Nachtrag zur Erfahrung mit einem 6" f/6,7 FH: Das von mir getestete Exemplar war nach Ronchi sowie Foucaulttestest in Autokollinmaton bei Grün bestens korrigiert, d. h. keine Spur von sphärischer Aberration und keine erkennbaren Zonenfehler, kein Asti und auch keine Koma. Bei Sonnenbeobachtung im Weißlicht, Jupiter und nicht ganz so extrem am Saturn war es aber eine Zumutung bezüglich Kontrastübertragung. Das galt auch dann, wenn man den Blausaum weggefiltert hatte.

Gruß Kurt

Fankhauser · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

"Das, was hinten rauskommt, widerspricht aber Deinen und Taylors Aussagen." - Richtig, Tom! In S&W Nr. 10/92 (S.656) schreibt Elmar Remmert anlässlich eines Vergleichs zwischen einem Unitron-FH, einem Zeiss-AS und einem Zeiss-APQ (also Fernrohren, die sich vor allem durch den Grad ihrer chromatischen Korrektur unterscheiden): "Nicht das gesteigerte Auflösungsvermögen war die eigentliche Überraschung, sondern verblüfft war ich durch die Wahrnehmbarkeit der Farben einzelner Strukturen in der Jupiteratmosphäre." - beat f.

**DONOTDELETE** · 27. April 2005

Wellenoptik und die Konsequenzen?

Hallo Roger,

ja,diese Abweichungen in Richtung Reflektor - Refraktor - Dikussion sind
leider bei einem solchen Thema immer zu befürchten.

ich gesetehe daß ich ebenso wie Kurt das Gefühl habe daß die von Taylor
empirisch ermittelten Werte nicht wirklich zutreffend sind.

Wenn ich es richtig verstanden habe hat er den Fokuspunkt für verschiedene
Wellenlängen bestimmt und dabi auch ermittelt wi weit er in beide Richtungen
abweichen kann ohne daß sein visueller Schärfeeindruck (wie gesagt jeweils
monochratisch) dabei zu stark leidet.
Bi dieser Versuchsanordnung hat das Auge die Möglichkeit jeweils zu accomodieren
und einen gewissen Grad an Defokussierung auszugleichen.

Jedoch bei polychromatischen Licht hat es diese Chance nicht.Dort kann nur
der Ort des kleinsten "Blurr" gewählt werden.Dann weicht allerdings ein
großer Teil des sichtbaren Spektrums deutlich von Fokuspunkt ab,und zwar
in einer Weise die dazu führt daß viele Bereiche des sichtbaren Spektrums
soweit defokussiert sind,daß man weitweit mehr als etwa 10 Wellenlängen
vom Fokus entfernt ist.

Daraus folgt für mich daß in einem solchen Fokusabstand eine rein geometrische
Betrachtung möglich wird,die es Nichtmathematikern und engagierten Laien
wie mir leichter macht dem Sachverhalt zu folgen.

Zu deinen Punkten aus der Antwort an Binoviewer vom 27.04.2005 um 13:02

Punkt 3:
Habe ich weiter oben schon einmal bestritten.Bei Planetenbeoabachtung
befindest du dich in einem Hellegkeitsbereich der photopisches Sehen ermöglicht.

Dort ist das Auge sehr empfindlich auch für blaues und rotes Licht.

Dieser Punkt ist also meiner Ansicht nach falsch.

Punkt 4:
Der Fokuspunkt befindet sich nicht genau mittig zwischen grün 546nm und
blau/rot,sondern näher an grün.Der "grüne Blurr" hat einen deutlich
geringeren Durchmesser als der rote und der blaue Blurr.

Punkt 5:
Aufgrund der wellenoptisch hervorgerufenen Beugungsunschärfe ergibt sich
kein derart großer erweiterter Schärfebereich für mehrere Faben gleichzeitg
wie Tylor sie behauptet.

Der Hinweis auf die Seiten im Suiter ist aber seh gut!
Ich glaube nun zu erahnen wo das Problem liegt...

Suiter zeigt in der ersten Abbildung einen Schnitt durch das Beugungsbild
einer nicht obstruierten Optik ohne chromatischer Aberration.
Der Schnitt gibt den Bereich von jeweil 8 WELLENLÄNGEN Defokussierung
in intra- sowie extrafokale Richtung wieder(!)
Die wird auch Anhand der Minima und Maxima deutlich.
Also bei 550nm Wellenlänge einen Bereih von + - 4400nm oder 4,4 Micrometer(!)

Dies ist ein eklatanter Unterschied zum Farblängsfehler von 1/2000stel der
Brennweite was bei einem 150/1200er dann 600 Mikrometer und selbst wenn man
genau in die Mitte zwischen grün und rot fokussiert immer noch eine Differenz
von jeweils 300 Mikrometer und damit von 545 Wellenlängen(!) des grünen
Lichtes zu den Brennpunkten von Grün bzw blau/rot bedeutet.

Bei einem derrtigen Abstand kannst du nicht mehr gut mit Wellentheorie
operieren,hier bist du sehr gut mit geometrischer Optik bedient.

Das zeigt dann auch ein Beispiel mit einer Obstruktion:

In Fokusnähe bekommst du die typischen durch den Fangspiegel hervorgerufenen
Beugungsmuster,aber ab einem bestimmten Abstand in Wellenlängen vom Fokus
ergibt die geomtrische Beschreibung der defokussierten Abbildung viel mehr Sinn:
Wenn du den Fangspiegel nicht mehr als Beugungsmuster sondrn als geometrisches
Hindernis im Strahlengang siehst.

Entschuldige bitte die etwas laienhafte Beschreibung,aber als Nichtmathematiker
kann ich es leider nicht besser.Hier wäre Mario_II der richtige Mann!

Ich habe seit einem Systemcrash seine Emailadresse nicht mehr,vielleicht
kann ihn jemand auf diese Diskussion aufmerksam machen!?

Mein Fazit:
- Ich bestreite die Relevanz der Untersuchung von Taylor für die negative
Auswirkung des Farblängsfehlers des schnellen Achromaten auf die Planetenbeobachtung.

- Ich halte seine Ergebnisse für teilweise falsch.

- Ich würde gerne mit einem stationären Großrefraktor diese Untersuchung
selbst auch durchführen.

Viele Grüße,Karsten

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Kurt,

ein 6´´ f/6,7 ist natürlich auch schon extrem.
Im Idealfall nur von 500...650nm beugungsbegrenzt aufgrund chromatischer Aberration und 10% Blaulicht ist auch schon "over the top", was ich persönlich mir nicht mehr anschaffen würde.

Rechne doch für so ein Gerät mal ein paar Spotdiagramme (auch wenn ich gerade in anderem Zusammenhang gegen Spots argumentiert habe), ob der in der Bildmitte wg. sphärischer Aberration und Sphärochromatismus im Bereich 500...650nm überhaupt beugungsbegrenzt abbilden kann und wie groß die Justiertoleranzen sind und wie klein das beugungsbegrenzte Bildfeld ist.
Ansonsten wär das ein Widerspruch, daß er in Autokollimation im Grünen beugungsbegrenzt ist, aber am Objekt mit Grünfilter seine Beugungsgrenze nicht erreicht.
Wenn z.B. das beugungsbegrenzte Bildfeld nur 2mm groß ist, nutzt mir das bei Mond und Sonne wenig, und bei Planeten muß ich den Planeten exakt in der Bildmitte halten, sofern das Objektiv auch genau senrecht und zentriert im Tubus sitzt. Leichte Verkippung oder Dezentrierung und schon sind die beugungsbegrenzten 2mm am oder außerhalb des Bildrandes bei hohen Vergrößerungen.
Ich denke, daß hier schon andere Effekte als die chromatische Aberration überwiegen.
Und wenn erstmal -durch welchen Effekt auch immer- die Beugungsgrenze Lambda/4 unterschritten ist, wirkt sich jeder noch so kleine zusätzliche Fehler dramatisch auf die MTF aus.
Die 10% Blaukontrastverlust könnten bei vorhandenen Fehlern anderer Art das Gerät dann endgültig killen.

So, jetzt muß ich zurück zur Arbeit und kann für den Rest nur noch Kurz-Antworten geben.

C.S.

Roger

**DONOTDELETE** · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Beat,

das kann ich in milderer Weise für den Vergleich zwischen 80/1200er Japan-FH
eines damaligen Schulfreundes zum 80/1200er unseres Physiklehrers bestätigen:

Im AS wirkte Jupiter etwas farbechter,die farbigen Details in den Bändern
kamen deutlicher heraus.

MfG,Karsten

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo bonoviewer,

Defintiv letztes Posting an Dich, da Du unbegründet physikalische/physiologische Tatsachen abstreitest, Messungen anzweifelst und auf machen Punkten an der falschen Stelle rumreitest:

Zitat:
1.) linearer Durchmesser des Beugungsscheibchens im Fokus = 0,0013 * f (unbestritten, da Physik)

Diesem Punkt stimme ich zu. Hinzu käme noch die Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Antwort: Hier irrelevant. Ist auch im Original-Beitrag für 550 nm angegeben.

3.) Spektralempfindlichkeit des Auges (unbestritten, da Physiologie)

Die Spektralempfindlichkeit ist in jedem Fall individuell unterschiedlich, teils sogar stark unterschiedlich. Extrembeispiel: Farbblindheit.

Antwort: Wehr farbenblind ist, ist dann ja klar im Vorteil.
Die individuelle Variation der relativen Spektral-Empfindlichkeit des Teils der Menschheit, die nicht einen Gendefekt in Richtung Farbenblindheit haben, variiert nicht so stark, wie Du annimmst. An den Rändern (Violett, Blau und Tiefrot) ja, dort ist die auf das Maximum bezogene Relativempfindlichkeit aber generell unter 1% und spielt für die Ausfsummierung/numerische Integration der Multiplikation aus Farbfokuskurve und Spektralempfindlichkeit keine Rolle.
Du mußt zwischen Absoluter und Relativer Spektralempfindlichkeit unterscheiden.

Du gibst aber keinen Hinweis, wie er das gemacht hat. Wie kann er eine
Schärfentiefe am Beugungsscheibchen messer? Mit Interferenzfiltern kann
er lediglich die Fokusdifferenz zwischen den Beugungsscheibchen der
jeweiligen Wellenlängen messen.

Die Eigenschaft "Diffusität" ist ebenfalls nicht weiter definiert.
In diesem Sinne ist das eine nutzlose weil nicht nachvollziehbare
Größe. Was soll ich damit anfangen? Wie soll ich sie interpretieren?

Antwort: Also so schwierig ist es ja wohl nicht. Man stellt einen Stern ein bei hoher Vergrößerung, so daß man das Beugungsscheibchen und den 1. Beugungsring sieht und fährt am Okularauszug solange intra- und extrafokal hin und her, bis man zum ersten Mal merkt, daß die Definition des Beugungsscheibchens und -ringes verringert wird. Nichts anderes macht jeder Beobachter beim Fokussieren.
Das dürfte einer Wellenfront-Aberration von Lambda/4...Lambda/2 entsprechen, also genau der Grenze, ab der es kritisch wird. Und genau das ist der lineare, visuelle Schärfentiefebereich, also sehr praxisorientiert.
Taylor hat halt nur an einer Skala am Okularauszug abgelesen, wie weit er intra- und extrafokal vom Idealfokus weg war.

Das Auge wählt beim Fokussieren am Teleskop den Grünen Fokus, oder
noch korrekter ausgedrückt, die Hand am Fokussierknopf bewegt den
OAZ, bis der Brennpunkt des Okulares mit dem Grünen Fokus des Teleskopes
zusammenfällt. Ob dieser Vorgang mit den Fokusexperimenten von Taylor
gleichzusetzen ist sei mal dahingestellt.
Warum es dann von Vorteil sein soll, daß Blau und Rot intrafokal und nicht extrafokal liegen verstehe ich ebenfalls nicht.
Der Blur bleibt immer gleich groß, egal ob er intra- oder extrafokal liegt.

Antwort: Das ist eine unbewiesene und unbegründete Behauptunbg von Dir, die in krassem Widerspruch zur Phyiologie des Auges, zur Logik und zu Taylor steht. Taylor selbst hat dieses Experiment nur nachvollzogen. Steht in den Lehrbüchern zur Phyiologischen Optik.
Im übrigen wäre gerade dieser Punkt der unwichtigste in den ganzen Überlegungen (Macht nur einen Faktor 2 aus).
Selbst in der Astrophotographie wird nach ähnlichen Gesichtspunkten der Fokus gewählt, auch bzgl. Bildfeldwölbung.

Zitat:
Geometrisch dürfte die Fokussiertoleranz am Okularauszug eines Newtons mit N=5 nur 33 Mikrometer sein für beugungsbegrenzte Abbildung. Damit ließe sich mit einem normalen Okularauszug "von Hand" kein Gerät mit N=5 genau genug in den Fokus bringen.

Läßt er sich auch nicht! Um einen f5 Newton mit Zahntrieb hinreichend
genau zu fokussieren (einen zb. einen CCD-Sensor) benötigt man daher
auch jede Menge Geduld. Das kann schon mal eine halbe Stunde dauern,
die Astrofotografen hier werden es dir bestätigen. Selbst dann wird der
Fokus nur selten innerhalb der Beugungsgrenze getroffen.
Da aber sowohl das Seeing wie auch die Nachführung oft schlimmere
Auswirkungen haben und man zudem noch mit Bildnachbearbeitung
(zb. Deconvolution) den Spotsize wieder verringer kann, fällt der nicht
ganz exakt getroffene Fokus weniger ins Gewicht.
Und die Beugungsbegrenztheit spiel in der Fotografie nur eine Rolle,
wenn die Brennweite hoch genug bzw. der Pixeldurchmesser des Chips
klein genug ist.

Antwort: Hallo! Du bist doch wohl visueller Beobachter. Ich spreche hier von der Fokussierung bei visuellen Höchstvergrößerungen. Ich brauche dafür am NGF-DX 2 ungefähr 1 Sekunde, um den idealen Fokus zu finden. Das wäre aber mit der Untersetzung beim NGF niemals mit 33 Mikrometer Genauigkeit möglich.
Die CCDler brauchen deswegen länger, weil Sie ständig Testbilder aufnehmen müssen und schrittweise sich dem Fokus nähern müssen. Der visuelle Beobachter macht das mit 2mal nin- und herdrehen, oder?
Also ich jedenfalls.

Zitat:
Das Auge hat eine extreme chromatische Aberration. Diese könnte, wenn Sie nach der geometrischen Optik voll durchschlägt, niemals vom Gehirn "weggerechnet" werden.

Woher willst du eigentlich wissen, wieviel chromatische Aberration das Auge
wegrechnen kann? Das Gehirn kann selbst ein auf dem Kopf stehendes Bild
nach kurzer Zeit wegrechnen und zum Wegrechnen der chromatischen Aberration
hatte es allein beim Menschen Millionen von Jahren zeit.

Antwort. Dann lies bitte mal ein Standardwerk zur physiologischen und phhysikalischen Augenoptik. Das Gehirn kann vielleicht einen Blausaum auf der Netzhaut ignorieren, aber es kann nicht eine zerstörte Auflösung durch Rechentricks wiederherstellen. Das ist ein Unterschied.
Nimm ein unscharf aufgenommenes Dia. Kannst Du wieder mit dem Auge was nachträglich scharf rechnen?
Außerdem widersprichst Du Dir jetzt wieder: Wenn das Gehirn den Farbfehler des Auges "wegrechnen" kann, kann es ja (durch Übung) auch gleich den Farbfehler des Fraunhofer mit wegrechnen. Man muß hier unterscheiden zwischen "ignorieren" (blinder Fleck etc. etc.) und wegrechnen. Das gleiche ist mit dem auf dem Kopf stehenden Bild. Das hat ja nichts mit Bildverbesserung zu tun und ist ja wohl allgemein bekannt.

Wie erklärst du dir weiters den großen Unterschied an Detailfülle
bei einem direkten Vergleich eines 6"f8-Fraunhofers mit einem 6"f8-Newton.
Ich meine hierbei NICHT das Auflösungsvermögen, von dem du fast
ausschließlich sprichst. Es geht um die wirkliche Fülle an wahrnehmbaren
Details, ganz konkret zb. Wolkenstrukturen auf Jupiter.

Wobei du die Frage, ob du solche direkten Vergleiche schon selbst
durchgeführt hast, leider nicht beantwortet hast. Ich meine dabei einen
korrekt durchgeführten, nachvollziehbaren Vergleich.
Da du von Taylors Ausführungen so überzeugt bist, wäre es doch schon
längst angebracht gewesen, diese im Zuge eines solchen Vergleiches
zu bestätigen und zu überprüfen? Du sagst ja selbst, was zählt ist das
was hinten rauskommt. Das was hinten rauskommt wiederspricht aber deinen
und Taylors Aussagen.

Antwort: Ich selbst hatte noch nicht die Gelegenheit, einen direkten Vergleich zweier gleichwertiger Refraktoren/Reflektoren mit gleichen Grunddaten zu machen.
Einige Postings von anderen, meine Erfahrungen an Nicht-Parallel-Beobachtungen mit Geräten von 2´´-14´´ sowie der historischen Realität sprechen aber sehr wohl eine andere Sprache als Deine Erfahrung.

Wie erklärst Du die vielen Beispiele in meiner letzten Antwort an Dich. Du hast einige rausgegriffen und versuchst Sie mit falschen Annahmen, allgemeinem Infragestellen etc. zu entkräften.
Wenn bereits eines der Dir genannten Beispiele aus vielfältigsten Bereichen der Realität entspricht, sind die damit implizierten Punkte 1)-5), auf die sich das jeweilige Beispiel bezieht, bewiesen.
Du müßtest also schon alle gleichzeitig -physikalisch/physiologisch begründet- entkräften.

C.S. Roger

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Wellenoptik und die Konsequenzen?

Hallo Karsten,

nein, Taylor hat nicht den Fokuspunkt für verschiedene Wellenlänge gemessen, sondern ohne Farbfilter einfach bei hoher Vergrößerung einen Stern genommen (s. meine Antwort an Binoviewer).
Die geometrische Betrachtung in Fokusnähe ist in keinem Fall
zulässig. Dewegen sind auch Spotdiagramme von Optiken interpretationsbedürftig. Ich habe schon mal ausgeführt, daß selbst bei zwei Schmidt-Kameras wir gegenüber der geometrischen Optik vergrößerte Schärfentiefebereiche gemessen haben (reproduzierbar)!

Jedoch bei polychromatischen Licht hat es diese Chance nicht.Dort kann nur
der Ort des kleinsten "Blurr" gewählt werden.Dann weicht allerdings ein
großer Teil des sichtbaren Spektrums deutlich von Fokuspunkt ab,und zwar
in einer Weise die dazu führt daß viele Bereiche des sichtbaren Spektrums
soweit defokussiert sind,daß man weitweit mehr als etwa 10 Wellenlängen
vom Fokus entfernt ist.

Kleinster Blur? Siehst Du am Refraktor kein Beugungsscheibchen und einen ersten Beugungsring? Den nimmt man zum Messen der Fokustoleranz durch Hin- und Herfahren des Okularauszugs, bis sich der erste Definitionsverlust im Beugungsscheibchen/-ring zeigt. Wo ist das Problem?

Punkt 3:
Habe ich weiter oben schon einmal bestritten.Bei Planetenbeoabachtung
befindest du dich in einem Hellegkeitsbereich der photopisches Sehen ermöglicht.

Dort ist das Auge sehr empfindlich auch für blaues und rotes Licht.

Dieser Punkt ist also meiner Ansicht nach falsch.

Antwort: Ja, es ist die ganze Zeit von der Tag-Sehempfindlichkeit die Rede!
Maximum bei etwa 550...560 nm, starker (relativer) ABfall auf unter 10% bei 470nm und 650nm und auf unter 1% bei 430nm und 690nm. Genau damit habe ich gerechnet, also kein Widerspruch. Alle Angaben beziehen sich natürlich auf das relative Maximum bei 550...560nm.

Punkt 4:
Der Fokuspunkt befindet sich nicht genau mittig zwischen grün 546nm und
blau/rot,sondern näher an grün.Der "grüne Blurr" hat einen deutlich
geringeren Durchmesser als der rote und der blaue Blurr.

Ich weiß nicht, ob Du das mangels Grafik richtig verstanden hast. Das Auge wählt den schärfsten Fokus so aus, daß (beim Refraktor) das Farbsehmaximum bei etwa 555nm am "unteren Rand" (extrafokal) der Fokusschicht liegt und der Rest (egal wieviel Blau und Rot dann noch "reingeht") kommt automatisch bis zum "oberen" Rand der Fokusschicht zu liegen.
Durch diese Fokuswahl erhält das "wahrgenommene" Bild maximalen Kontrast (bei flächenhaften Objekten) und maximale
Helligkeit bei (annähernd) punktförmigen Objekten.
Die meisten Autofokus-Mechanismen funktionieren auch nach dem Kontrastmaximierungsprinzip.
Aufgrund der ungefähr parabolischen Form der Farbkorrenktion
des Achromaten ergibt sich dann diese "Wahl" des Auges, Grün an den Rand der Fokusschicht zu legen.
Bei einem Einlinser ist das anders! Dort ist der ökonomischste Fokuspunkt natürlich Grün in der Mitte der Fokusschicht.

Punkt 5:
Aufgrund der wellenoptisch hervorgerufenen Beugungsunschärfe ergibt sich
kein derart großer erweiterter Schärfebereich für mehrere Faben gleichzeitg
wie Tylor sie behauptet.

Der Hinweis auf die Seiten im Suiter ist aber seh gut!
Ich glaube nun zu erahnen wo das Problem liegt...

Ja, wat denn nu. Im oberen Bild im Suiter S. 188 (2.Auflage) siehst Du doch, daß es einen zylinderförmig (oder erdnußförmig) ausgedehnten Bereich im Fokus gibt, wo sich die Wellenfronten ohne Intensitätsverlust erstrecken.
Damit ist die Existenz des erweiterten Schärfentiefebereichs schon mal bewiesen. Es geht nur noch um den Zahlenwert!

Suiter zeigt in der ersten Abbildung einen Schnitt durch das Beugungsbild
einer nicht obstruierten Optik ohne chromatischer Aberration.
Der Schnitt gibt den Bereich von jeweil 8 WELLENLÄNGEN Defokussierung
in intra- sowie extrafokale Richtung wieder(!)
Die wird auch Anhand der Minima und Maxima deutlich.
Also bei 550nm Wellenlänge einen Bereih von + - 4400nm oder 4,4 Micrometer(!)

Sei vorsichtig mit der Umrechnung der Skalierung in der Abbildung!
Das Längen- zu Durchmesserverhältnis des Fokuszylinders ist in dem Bild etwa 1:4 bis 1:5.
Der Durchmesser ist das Beugungsscheibchen, die Länge des Zylinders die Fokusschicht (=wellenoptisch erweiterte Schärfentiefe)
Die geometrische Optik sagt hier bei einem f/1-System nur ein Längen zu Durchmesser-Verhöltnis von 1:1 voraus. Damit zeigt das Suiter-Bild einen um den 4-...5-fach erweiteren Schärfentiefebereich gegenüber der geometrischen Optik!

Mein Fazit:
- Ich bestreite die Relevanz der Untersuchung von Taylor für die negative
Auswirkung des Farblängsfehlers des schnellen Achromaten auf die Planetenbeobachtung.

- Ich halte seine Ergebnisse für teilweise falsch.

Das ist dann etwas frech, vorschnell zu bestreiten und zu behaupten, wenn man die ERwiderung seiner Gegen-Argumente nicht abwartet.

Mein Fazit:

Bisher noch kein ernstzunehmender Einwand, der sich auf Physik oder Physiologie gründet und nicht auf "Glauben".
Du müßtest schon alle realen Beispiele, die ich Binoviewer vorgetragen habe, aufgrund physikalischer/physiologischer Argumente widerlegen, um die Argumentationskette zu durchbrechen.

C.S.

Roger

astroschmidt · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Binoviewer,

da fällt mir ein, ich habe doch mal eine Parallebeobachtung gemacht:

Jupiter am 14´´-Refraktor gegen 40´´-Cassegrain (kein Schreibfehler)

Die Geräte waren beide über 5 Stunden ausgekühlt und standen 50 m nebeneinander.

Am Refraktor: Ein Traum
Am Reflektor: Matsch

Also so einfach ist das nicht mit: "Das größere Gerät zeigt immer mehr Details auch bei schlechterem Strehl"

C.S.

Roger

binoviewer · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Roger,

auch von mir das definitiv letzte Posting an dich, denn:

1. meinem Eindruck nach agierst du wie jemand, der sich in eine nur
unvollständig die Wirklichkeit beschreibende Theorie verrannt hat.
Das finde ich schade. Das von dir Geschriebene Erweckt den Eindruck
eines hohen Anspruchs an Wissenschaftlichkeit.
Wissenschaft funktioniert aber so, daß zuerst Beobachtungen gemacht
werden und aus diesen eine Theorie entwickelt wird, welche die
zuvor gemachten Beobachtungen möglichst genau beschreiben soll.

Die Theorie von Taylor tut das aber nicht. Daraus folgt automatisch,
daß sie unvollständig ist. Nicht etwa physikalisch oder mathematisch
falsch, sondern unvollständig. Das bedeutet es gibt Einflußgrößen,
die sie nicht erfasst und eingebunden hat. Anders ist die Diskrepanz
zwischen dieser Theorie und der Praxis gar nicht erklärbar und diese
Diskrepanz ist ein Faktum, wie dir Kurt, Karsten und jeder andere
erfahrene Planetenbeobachter sofort bestätigen wird. Mit dieser Ansicht
bin ich nicht etwa alleine, was du anscheinend so hinstellen willst.

2. Du sagst, daß ich "unbegründet physikalische/physiologische Tatsachen
abstreite". Wenn ich durch einen gleich großen Newton und einen
gleich großen FH ein und dasselbe Objekt unter denselben äußeren
Bedingungen beobachte und ich einen deutlichen Unterschied in der
Detailsichtbarkeit wahrnehme, der laut deiner Theorie nicht existieren
dürfte, dann ist mein Zweifel nicht "unbegründet", sondern mehr als
berechtigt, ja sogar im Sinne der Wissenschaft notwendig und erwünscht!

3. In deinen Ausführungen kommen immer wieder nicht nachvollziehbare
Darstellungen vor. Ein weiteres Beispiel von vielen:

"Also so schwierig ist es ja wohl nicht. Man stellt einen Stern ein bei hoher Vergrößerung, so daß man das Beugungsscheibchen und den 1. Beugungsring sieht und fährt am Okularauszug solange intra- und extrafokal hin und her, bis man zum ersten Mal merkt, daß die Definition des Beugungsscheibchens und -ringes verringert wird. Nichts anderes macht jeder Beobachter beim Fokussieren.
Das dürfte einer Wellenfront-Aberration von Lambda/4...Lambda/2 entsprechen, ... "

Ähem, "dürfte entsprechen"? Ja was jetzt? Ist es so oder ist es nicht so?
Diese Messungen muß Taylor wohl auch im Labor gemacht haben, denn unter
normalen Bedingungen mit immer vorhandenem atmosphärischem Seeing dürfte
das schwerlich möglich gewesen sein.

4. Jetzt noch zu den Punkt mit dem Fokussieren am OAZ:

"Ich spreche hier von der Fokussierung bei visuellen Höchstvergrößerungen. Ich brauche dafür am NGF-DX 2 ungefähr 1 Sekunde, um den idealen Fokus zu finden. Das wäre aber mit der Untersetzung beim NGF niemals mit 33 Mikrometer Genauigkeit möglich."

Schon mal was von Akkomodation des Auges gehört? Gäbe es die nicht,
könnte nämlich niemand mit einem f4-Newton und einem Zahntrieb-OAZ einen
visuell scharfen Eindruck bekommen. Das geht aber wie du sagst in Sekunden.
Ein weiteres Beispiel, wie du meine Einwände mit völlig falschen
Ausführungen versuchst abzutun und zu entkräften.

Roger, ich muß sagen ich finde es schade, daß du nicht wirklich bereit
bist auf stichhaltige und aussagekräftige Einwände in wissenschaftlicher
Weise zu reagieren. Du pflegst zwar einen sehr schönen Schreibstil und
hast vielleicht mehr Wissen in Physik und Mathematik als Kurt,
Karsten oder ich, aber du bist nicht wirklich an der Wahrheitsfindung
interessiert, sondern mehr an der Durchsetzung deiner für dich ultimativen
Erkenntnis über die Nicht-Auswirkung des Farbfehlers.
Dabei ignorierst du bewußt, daß eingefleischte Planetenbeoachter aus
diesem Jahrhundert (und nicht aus dem letzten!) dir völlig
wiedersprechende Beobachtungen machen. Erklären darfst du das jetzt
den anderen, denn ich verabschiede mich.

Ich wünsche dir jedenfalls viel Erfolg dabei die anderen zu überzeugen,
glaube aber nicht, daß es dir gelingen wird.

Bino-Tom

Ein Stichwort noch an die anderen Mitstreiter:
--> Farbkontraste und deren Rolle bei der visuellen Wahrnehmung <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

Paule · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Roger,

Hallo Binoviewer,

...

Also so einfach ist das nicht mit: "Das größere Gerät zeigt immer mehr Details auch bei schlechterem Strehl"

Halte mal inne, mein Freund.

Er beobachtete mit dem Bauch. Während das Sehen erwiesenermaßen ein Prozess von Augen, Hirn und Verstand ist. Den Bauch kann man unterdessen zuhause lassen. Ebenso wie den Hausverstand.

Grüße vom
Paule

Dixon · 27. April 2005

Re: Nichtganzzahlige Potenzen

Hallo zusammen,

das mit den Potenzen ist nicht so ganz trivial und ich weiß auch nicht (mehr), ob das in
der Schule überhaupt zum Abiturstoff gehörte.

Also, bei ganzen Zahlen ist's klar.
Ist der Exponent eine rationalen Zahl, d.h., er läßt sich als Quotient zweier ganzer Zahlen darstellen,
dann potenziert man mit dem Zähler und zieht die Wurzel, die dem Nenner entspricht.
Nun gibt es aber noch die reellen Zahlen, diese umfassen auch solche Zahlen, die sich nicht als
Quotient zweier ganzer Zahlen bilden lassen. Prominentes Beispiel: Quadratwurzel aus 2.
In diesem Falle argumentieren die Mathematiker (jedenfalls die bekannten Herren v. Mangoldt und Knopp)
in etwa so: Zu jeder reellen Zahl lassen sich zwei Folgen von rationalen Zahlen finden, wobei eine
monoton fällt und deren Glieder immer größer der reellen Zahl sind, die andere dagegen monoton wächst
und deren Glieder immer kleiner sind als die reele Zahl. Für n->unendlich konvergieren also beide
Folgen zu einem Grenzwert, der reellen Zahl.
Nun kann man ja, wie oben geschildert, für einen rationalen Exponenten eine Rechenvorschrift angeben.
Mit den beiden genannten Folgen kann man also zwei neue Folgen bilden, die aus der Basis hoch den
Glöiedern der Folge als Exponent bestehen. Diese beiden Folgen konvergieren nun auch, und zwar mit
dem Grenzwert Basis hoch reeller Zahl. Und das war ja gesucht; das existiert also überhaupt erstmal.

Wie das nun praktisch, und insbesondere in Taschenrechnern & Computern gerechnet wird ist eine
Wissenschaft für sich (von der ich nicht viel Ahnung habe <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" /> ) Meines Wissens nach werden z.B.
in Taschenrechnern die Winkelfunktionen über fest eingebaute Reihenentwicklungen berechnet.
Potenzen berechnen geht vermutlich über Logarithmen (Potenz heißt dann Exponent mal Logarithmus der
Basis), und da auch wieder über irgendwelche hochspeziellen Algorithmen.
Weil das numerisch so aufwendig ist gibt man bei Computerprogrammen auch nicht "x^2" ein sondern x*x;
letzteres ist genauer und schneller.

Am besten nicht soviele Gedanken darüber machen... Wer weiß schon genau, wie der Computer vor ihm
funktioniert? <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

Grüße
Dixon

Fankhauser · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Roger,
In der Physik ist es so üblich, dass man die Richtigkeit widerstreitender Theorien letztlich im Experiment überprüft.
Man nehme nun also einen kurzbrennweitigen FH, Newton und Apo gleichen Kontrastdurchmessers und vergleichbarer sphärischer Korrektur, Oberflächenglattheit usf. (per Interferogramm bestätigt), lasse ihnen ein paar Stunden Auskühlzeit, richte sie auf die kontrastschwachen Oberflächendetails des Jupiter und warte dann...
...ja, warte dann: auf das Erlebnis des berühmten blauen (und gelben usw.) Wunders jenseits aller Theorie nämlich.
Wir ebenfalls erfahrenen Beobachter, die wir alle zusammen doch schon weit länger beobachtet und verglichen haben als Taylor, und heutzutage auch über weitaus bessere Vergleichsmöglichkeiten verschiedenster Gerätetypen und Qualitätsklassen verfügen, und daher qualitativ bestimmt höhere Ansprüche haben als er zu seiner (jenseits des Gigantismus ja eher bescheiden ausgerüsteten) Zeit, schauen einem solchen Vergleich mit grosser Gelassenheit entgegen. Ich jedenfalls!
Ach, was waren Lichtenknecker, Zeiss und all die anderen doch für Hornochsen, dass sie dem Farbfehler mit f/15, und dies bereits bei kleinsten Objektivdurchmessern, zu begegnen für nötig gehalten haben, wenn doch schon f/6 oder f/8 genügt hätte...
b.fankhauser (leider in der Schweiz etwas weit abseits von diesem hoffentlich bald schon konkreteren Schlachtfeld...)
Die Theorie hat also gesprochen, nun wäre die Experimentalphysik an der Reihe!
b. fankhauser

Quanten · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Tom

Entschuldige ich wollte dich nicht als Krimineller bezeichnen!

Was mir ein wenig aufstöst du führst jetzt deine Erfahrung und Systemvergleiche an. Dabei fehlen öffensichtlich die Qualitätsmasstäbe der beiden Systeme. Deine Erfahrung in Ehren!
Doch ich denke keiner hat das Geld und auch grad die gleichen Vorlieben das er sich zwei Qualitativ hochwertige Frauenhofer und Newtonsysteme leisten und zulegen kann oder tut.
Alles andere wäre ein einseitiger Vergleich und somit nutzlos!
Auch ein Teleskop an einem oder zwei Abenden auf einem Teleskoptreffen zu vergleichen kann zwar Schlüsselerlebnise vermitteln, aber macht auch keine so konkreten Aussagen Stichwort "Seeing".

Das du jetzt die Ausfürungen von Roger anzweifelst und wiedersprichst ist zwar politisch korreckt und zeigt deine Haltung, doch Menschlich?
Ich finde es bewundernswehrt welche Mühe sich ein Forenmittglied macht und welche Qualität seine Ausführungen haben, absolut hochinteressant und lesenswehrt!
Dieser Thread verdient wirklich seine Sterne!
Hier bekommt man Wissen für ein paar Cent wofür man in einer Bücherrei bestimmt 30-50 Euro hinblättern müsste und den Text noch selber entschlüsseln muss.
Wo kann man überhaupt in diese Richtung nachlesen? Solche Bücher sind eher die Seltenheit.

Ich sehe seine Aussagen bestätigt!
Den AS 110/1650 kann ich ja nicht anführen.
Da ich aber zwei hochwertige Achromate kenne mit f/10 einen von Vixen und meinen TS 127/1200, Die Jupiter Bilder sind darin zwar gelblich aber sehr kontrastreich und zeigen viele Details!
Was mir von dir fehlte!, ich bin ja auch ein Binokularer beobachter, ist, das der Farbfehler im Bino vom Gehirn z.T. weggerechnet wird.
Er erscheint nicht so stark wie Monokular.

Das mag jetzt nicht deiner Intention folgen von 6" f/8 FH mit 6" f/8 Newton. Doch folgt es diesem Thread.
Auch kann ich dein vernichtendes Urteil der Beobachtung mit FH und Jupiter nicht bestätigen!
Ich gebe dir recht in Sachen Farbe und Spiegel habe ja selber einen 8" f/8, doch an dem versauen ganz andere Kriterien die Beobachtung von feinen Details.

Auch finde ich es schade das du dich mit Kurt und Karsten als die alleinigen erfahrenen Planetenbeobachter über alle anderen stellst, die auch Planeten beobachten vieleicht mit FH, aber auch die sehen Details wie sie schon berichtet haben.
Die dominierende Anwesenheit hier im Forum macht noch keine Aussage darüber wie die Dinge wirklich sind!

Na ja wie auch immer ich fand das Roger sich sehr viel Mühe gemacht hat und ich bin gespannt auf seinen nächsten Aufsatz!

Wenn man so will steckt ja noch mehr Kontrast in einem FH-Objektiv wenn man sich mal mit Bernhard Lyot beschäftigt.

PS: Von schön gerechneten "Aberrator" Bildchen halt ich nach wie vor nicht viel!

Gruß Uwe

**DONOTDELETE** · 27. April 2005

Re: Wellenoptik und die Konsequenzen?

Hallo Roger,

als letzte Antwort bevor ich mich aus diesem Thread verabschiede,da er mir
wirklich nichts mehr bringt.

Die Betrachtung von Tailor oder deine Umsetzung hat einen oder mehrere Fehler.

ntwort: Ja, es ist die ganze Zeit von der Tag-Sehempfindlichkeit die Rede!
Maximum bei etwa 550...560 nm, starker (relativer) ABfall auf unter 10% bei 470nm und 650nm und auf unter 1% bei 430nm und 690nm. Genau damit habe ich gerechnet, also kein Widerspruch. Alle Angaben beziehen sich natürlich auf das relative Maximum bei 550...560nm.

Du beschreibst hier das skotopische Sehen,nicht das photopische Sehen!
In der Dunkelheit bei Stäbchensehen gilt das von dir gesagte,nicht im
hellen Licht (Planetenbeobachtung!Da siehst du Farbe,auch blau,ja auch
violett,denn die Rezeptoren sind da empfindlicher,nicht etwa 1%!) bei Zapfensehen.

Kleinster Blur? Siehst Du am Refraktor kein Beugungsscheibchen und einen ersten Beugungsring?

Ja,und dieses Beugungsscheibchen eines hellen Sternes ist beim schnellen FH
von einem Halo verschiedener Farben umgeben.Durch fokussieren kannst du nun
etwas in Richtung blau/rot gehen und der blauviolette Halo wird kleiner,
während irgendwann dann grün so stark aufgeweitet wird daß man nicht mehr
von einem "Schärfepunkt" sprechen mag.
Anders als beim sphärischen Spiegel haben wir es hier mit einem Blurr zu
tun der nicht durch verschiedene Brennweiten der Zonen sondern durch die
verschiedenen Brennweiten der Wellenlänegn hervorgerufen wird.
Dazu kommt dann noch der nachrangige Punkt daß die Nebenfarben Rot und Blau
zwar die gleiche Brennweite haben,beide aber in Hinsicht auf die sphärische
Aberration fehlkorrigiert sind,zum einen unterkorrigiert,zum anderen überkorrigiert.

Hier haben wir also zusätzlich den Effekt daß z.B. blaues Licht welches
in der Mitte und anderes welches von Randbereich des Objektives gebündelt
wird unterschielicheBrennweiten aufweisen (sphärische Aberration der Farben).

Ja, wat denn nu. Im oberen Bild im Suiter S. 188 (2.Auflage) siehst Du doch, daß es einen zylinderförmig (oder erdnußförmig) ausgedehnten Bereich im Fokus gibt, wo sich die Wellenfronten ohne Intensitätsverlust erstrecken.
Damit ist die Existenz des erweiterten Schärfentiefebereichs schon mal bewiesen. Es geht nur noch um den Zahlenwert!

Ja aber hallo,hast du denn nicht gelesen was ich geschrieben habe?

Da sind 8 Wellenlängen aufgetragen!
Das sind bei 550 nm 4400 Nanometer oder 4,4 Mikrometer.

Nicht Millimeter oder gar Zentimeter wie bei Großrefraktoren!
Und genau deshalb weil du bei schnellen Optiken den wellenoptisch relevanten Bereich von etwa 10 Wellenlänegn direkt um den Fokus herum
verläßt sind bei f/4 oder f/5 so extrem präzise Fokussierer von nöten,
weil bei Defokussierung im Mikrometerbereich schon
der Bereich optimaler Schärfe verlassen wird.Da ist nichts mit erweitertem
Schärfebereich.

Um diese Grafik zu verstehen nehme man eine farbreine Optik ohne sphärische
Aberration an einem hellen Stern bei perfektem Seeing (oder einen künstlichen
Stern in großem Abstand).Man defokussiere Wellenlänge für Wellenlänge.
Dies ist sehr leicht am Beugungsbild nachzuvollziehen.
Nun nehmen man eine künstliche Obstruktion und wiederhole das Spiel.
An dem Punkt an dem der Fangspiegel (bzw die künstliche Obstruktion)
als größere Fläche auftaucht ist es weitgehend vorbei mit der Wellenoptik.

Die Wellenoptik liefert sehr gute Beschreibungen in der Nähe des Brennpunktes,
aber nicht weit weg davon.

Sei vorsichtig mit der Umrechnung der Skalierung in der Abbildung!

"The slice is taken from defocusing aberration of -8 wavelength to
+8 wavelength.The corner angle is 32 lambda f/D

Außerdem schreibt Suiter:
"The picture has been squeezed until it resembles the cone of a f/1 system".

Mit anderen Worten die Bildchen der "slice pattern" sind gestaucht,so daß deinen Aussage:

Der Durchmesser ist das Beugungsscheibchen, die Länge des Zylinders die Fokusschicht (=wellenoptisch erweiterte Schärfentiefe)
Die geometrische Optik sagt hier bei einem f/1-System nur ein Längen zu Durchmesser-Verhöltnis von 1:1 voraus. Damit zeigt das Suiter-Bild einen um den 4-...5-fach erweiteren Schärfentiefebereich gegenüber der geometrischen Optik!

leider unhaltbar und unzutreffend ist.

Ja, wat denn nu. Im oberen Bild im Suiter S. 188 (2.Auflage) siehst Du doch, daß es einen zylinderförmig (oder erdnußförmig) ausgedehnten Bereich im Fokus gibt, wo sich die Wellenfronten ohne Intensitätsverlust erstrecken.

Nun kannst du diesen Bereich mithilfe der präzisen Angabe von Suiter
sogar ausmessen!Hmm,eine knappe Wellenlänge?!Oder wie siehst du das?!

Die Abbildung Seite 189c zeigt einen "slice" (einen {Längs-}Schnitt)
durch den Fokusbereich eines zu 33% obstruierten Teleskopes mit 1/2 Wellenlänge sphärischer Aberration.

Hier ist der Bereich annähernd gleichbleibender Intensität im Zentrum des
"Blurr" über mehrere Wellenlängen annähernd gleich.
Und in der Tat,an einem solchen Teleskop fällt es in der Praxis schwer zu
sagen,wo denn genau der Fokus liegt?!
Denn über einen größeren Bereich scheint sich nicht viel an der Helligkeits-
konzentration zu ändern,wegen der sphärischen Aberration.

Einen in gewisser Weise vergleichbaren Zustand haben wir bei der chromatischen
Aberration vorliegen.Auch hier ist der Bereich größerer Energiekonzentration beiseits des Fokus (hier: Der Bereich des kleinsten Blurr)
erheblich ausgedehnt.

Die Abbildungen im Suiter machen deutlich was die Beobachter von den besten
Teleskopen berichten:
"Snap into Focus".Das "einschnappen2 in den Fokus,den einen ganz eng begrenzten Bereich optimaler Schärfe der bei geringer Abweichung vom Fokus
sofort verlassen wird.

Es ist ein Gütekriterium des hochwertigen Teleskopes genau diesen einen
exakten Fokus zu haben,an dem sich die maximale Intensität im Beugungsscheibchen
ergibt.Dies gilt für Reflektoren wie für Refraktoren (hier: Apochromaten).

Eine große Obstruktion(hier: 33%) führt zu einem etwas vergrößerten Bereich
gleichbleibender Intensität des Beugungsscheibchens,laut Suiter etwa doppelt so lang wie beim Idealfall farbreine,aberrationsfreie,nicht
obstruierte Optik.

Der vergrößerte Bereich gleichbleibender Intensität im Zentrum der Beugungsfigur ist also kein Gütezeichen,sondern
ein auffälliger Mangel anhand dessen schon immer engagierte Sternfreunde
mangelnde Optikqualität festgemacht haben.

Das ist dann etwas frech, vorschnell zu bestreiten und zu behaupten, wenn man die Erwiderung seiner Gegen-Argumente nicht abwartet.

Ich nahm an daß deine Argumente im Ausgangsposting dargelegt seien.

O.K.,nenn mich frech.
Ich nenne das was du hier vorträgst unzutreffend.Weder heutige Theorie noch
heutige Praxis können deine Thesen stützen.Taylor`s Text kenne ich nicht
im Original,deshalb will ich den nicht werten.
Vielleicht hast du den ja nur wie H.R.Suiter einfach mißverstanden?!

Ich fasse für mich zusammen:

- die angenommene spektrale Empfindlichkeit des Auges ist für Planetenbeobachtung
einfach nur falsch.Hier gilt photopisches Sehen!

- Die Verlängerung des Bereiches eines "ungefähren Fokusses" deutet auf eine
minderwertige Optik (im vergleich zur aberrationsfreien Optik) hin.
Siehe dazu Suiter S.188 bis 190.

- die auf der Wellennatur des Lichtes beruhenden Beugungserscheinungen
erklären das aussehen der Beugungsfigur im Fokus sowie in unmittelbarer
Nähe des Fokus.

MfG,Karsten

Quanten · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Beat

Warum hat man den 4" AS von f/15 auf f/10 gemacht?
Würde mich echt interessieren!
Hab mich schon immer gefragt warum das so war, hat das was mit der Wende zu tun?

Ich finde Roger will ja den FH nicht Farbrein reden!
und das der Farbfehler gewisse Details nicht zulässt oder erschwert ist doch hier auch geschrieben.
Das Wesentliche ist doch das der hier alzu oft, als Kontrastkillende Farbfehler Relativ gesehen werden muss!
Was doch viele die einen Qualitativ hochwertigen FH sein eigen nennen bestätigen.
Nur weil das jetzt mal Wissenschaftlich ist braucht man das doch nicht runterziehen, sonst seit ihr doch auch immer so auf Theorie aus!?

Gruß Uwe

Quanten · 27. April 2005

Re: Die MTF entscheide!

Hallo Karsten

Es hat durch die Arbeit bestimmter Händler und "Opiktester" eine Verschiebung
der Wirklichkeit stattgefunden.
Es haben nicht alle Amateurinstrumente einen Strehl von 0.98 wie man in den
Foren gerne glauben machen möchte.
Gnadenlos getestet kannst du froh sein ein wirklich beugungsbegrenzt abbildendes
Teleskop zu haben.In diesem Lichte betrachtet fällt ein sehr großer Spiegel
mit 0,7 Strehl durchaus positiv auf(!)

Uhhhhh, schreib doch kein so Zeug!

Da kann ich ja Nachts nicht mehr ruhig schlafen!!!! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

Nein hast Recht unter diesem Gesichtspunkt sieht die Welt natürlich anderst aus.

Noch mal dann Entschuldigung Tom!

Gruß Uwe

Fankhauser · 27. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Uwe,
Das war zu Beginn des Aufkommens der Apos. Man war sich wohl bewusst, dass nun niemand mehr die ganz langen Röhren kaufen würde, und wollte doch auch noch etwas in diesem Preissegment anbieten können. Ganz nebenbei bemerkt, entspricht die Farbkorrektur des AS 80/840 resp. 100/1000 immer noch ungefähr derjenigen eines FH mit 80/1200 resp. 100/1500 ;-)...
Grüsse: beat f.

Kurt · 28. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Roger,

ein 6´´ f/6,7 ist natürlich auch schon extrem.
Im Idealfall nur von 500...650nm beugungsbegrenzt aufgrund chromatischer Aberration und 10% Blaulicht ist auch schon "over the top", was ich persönlich mir nicht mehr anschaffen würde.

Ok, dann wär zumindest diese Kuh schon mal vom Eis. Ein solches Teleskop sieht zwar so aus wie klein Fritzchen es sich vorstellt ist aber bestenfalls als überdimensionierter Sucher gut geeignet. Einige Leute meinen sogar als Kometensucher...

Rechne doch für so ein Gerät mal ein paar Spotdiagramme (auch wenn ich gerade in anderem Zusammenhang gegen Spots argumentiert habe), ob der in der Bildmitte wg. sphärischer Aberration und Sphärochromatismus im Bereich 500...650nm überhaupt beugungsbegrenzt abbilden kann und wie groß die Justiertoleranzen sind und wie klein das beugungsbegrenzte Bildfeld ist.

Nee, nicht einmal gegen dann wieder weil es scheinbar besser passt mit Spot- Diagrammen argumentieren. Das finde ich verwirrend. Ich bin der Meinung, dass eben Spot- Dagramme hier nicht weiterhelfen und auch keine Fokus- Spielereien an Sternen sondern eher die wellenoptisch richtig gerechneten MTFs (Kontrastübertragungsfunkionen) für verschiedene Farben.

Noch mal zu "beugungsbegrenzt" bei grün: Wenn in Autokollimation ein Ronchi- Gitter mit 10 LP/mm ungefähr 5 bis 6 bolzgerade Balken zeigt, dann ist die Optik zumindest auf der Achse für diese Farbe garantiert beugungsbegrenzt. Das war bei dem von mir getesteten Exemplar 6" f/6,7 der Fall. Die Größe des nutzbaren Gesichtsfeldes ist doch gar nicht das Kernthema der Sendung, insbesondere nicht bei Planetenbeobachtung oder hohen Vergrößerungen.

Jetzt aber ein ganz markanter Punkt, warum der FH wegen seiner krassen Blauschwäche in der Kontrastübertragung sichtlich unterlegen ist. Trag dazu mal die MTF nicht wie üblich über die normierte Ortsfrequenz auf sondern über den scheinbaren Winkelabstand (analog dem Abstand der Linien im Testgitter). Dann kommt nämlich heraus, dass bei blau und gleichem Winkelabstand der Wert der Kontrastübertragung höher ist als bei grün und rot. Das macht sich besonders deutlich in der Nähe des theoretischen Auflösungsvermögens bemerkbar. Wenn dann noch andere Farben nicht in einen Fokus passen geht das ebenfalls klar zur Lasten der Gesamt- Kontrastübertragung, ganz gleich welche Farbe sich das Auge als die günstigste aussucht. Bei farblich gut korrigierten APOs und natürlich ebenso bei Spiegeloptiken gibt es diesen Mangel nicht, weil hier eben alle Farben nahezu bestmöglich an der Kontrastübertragung mitwirken. Das gilt auch für farblose Objekte, denn farblos bedeutet doch nichts anderes als dass alle Farben zu weiß oder grau gemischt sind.

Mit obiger qualitativen „Fokussierung“ auf die MTF werden jene Beobachter die direkt APO vs. FH verglichen haben auch theoretisch gestützt in dem Urteil, dass praktisch jeder FH deutlich sichtbar schlechter abschneidet als ein gleich großer APO. Ich kann nur jedem der sich den Glauben an das besonders Gute in FHs bewahren möchte nur raten, solche Vergleiche nicht anzustellen.

Gruß Kurt

PS.: Mein nächster Selbstbau wird wahrscheinlich ein APO nach Art eines Schupmann- Medial....

FrankZ · 28. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Kurt,
Dein Plan ein Medial zu bauen klingt interessant. Ich habe mir auch schon überlegt ein Brachy-Medial zu bauen. Diese Form des Medials dürfte einfacher zu realisieren sein als das Medial ohne Obstruktion, wobei sich die Obstruktion beim Brachy aufgrund des konvergierenden Strahlengangs gegenüber einem Newton stark reduzieren lassen dürfte (konischer Tubus oder Barlow-Linse). Vielleicht kannst Du mir mal mailen, dann können wir ein paar Erfahrungen austauschen.

Frank

astroschmidt · 28. April 2005

Re: Wellenoptik und die Konsequenzen?

Hallo Karsten,

bevor ich für eine Woche in Urlaub hier noch die mögliche Klärung von 2 Mißverständnissen:

Zitat:
Antwort: Ja, es ist die ganze Zeit von der Tag-Sehempfindlichkeit die Rede!
Maximum bei etwa 550...560 nm, starker (relativer) ABfall auf unter 10% bei 470nm und 650nm und auf unter 1% bei 430nm und 690nm. Genau damit habe ich gerechnet, also kein Widerspruch. Alle Angaben beziehen sich natürlich auf das relative Maximum bei 550...560nm.

Du beschreibst hier das skotopische Sehen,nicht das photopische Sehen!
In der Dunkelheit bei Stäbchensehen gilt das von dir gesagte,nicht im
hellen Licht (Planetenbeobachtung!Da siehst du Farbe,auch blau,ja auch
violett,denn die Rezeptoren sind da empfindlicher,nicht etwa 1%!) bei Zapfensehen.

Ich glaube, da vertust Du Dich. Wir sind uns ja einig, daß für Sonne/Mond/Planeten das Tages-Sehen (photopisch) gilt.
Schaue bitte beispielsweise auf diesen Link

Wikipedia Sehkurve

Dort ist die Orange Kurve das photopische mit Maximum bei 555 nm und die blaue Kurve die skotopische (Nachtsehen) mit Maximum bei 500 nm.
Unter diesm Link Tabelle Sehempfindlichkeit
kannst Du das auch in Tabellenform ablesen. Ich denke, Du hast Dich da nur vertan.

Ja,und dieses Beugungsscheibchen eines hellen Sternes ist beim schnellen FH
von einem Halo verschiedener Farben umgeben.Durch fokussieren kannst du nun
etwas in Richtung blau/rot gehen und der blauviolette Halo wird kleiner,
während irgendwann dann grün so stark aufgeweitet wird daß man nicht mehr
von einem "Schärfepunkt" sprechen mag.
Anders als beim sphärischen Spiegel haben wir es hier mit einem Blurr zu
tun der nicht durch verschiedene Brennweiten der Zonen sondern durch die
verschiedenen Brennweiten der Wellenlänegn hervorgerufen wird.
Dazu kommt dann noch der nachrangige Punkt daß die Nebenfarben Rot und Blau
zwar die gleiche Brennweite haben,beide aber in Hinsicht auf die sphärische
Aberration fehlkorrigiert sind,zum einen unterkorrigiert,zum anderen überkorrigiert.

Hier haben wir also zusätzlich den Effekt daß z.B. blaues Licht welches
in der Mitte und anderes welches von Randbereich des Objektives gebündelt
wird unterschielicheBrennweiten aufweisen (sphärische Aberration der Farben).

Ja, natürlich kommen die verschiedenen Bilder des Objektes für jede Wellenlänge an einem anderen Brennweitenpunkt zu liegen. Es sind also die über das Spektrum verteilten Bilder
des Objektes auf einen gewissen Fokusbereich Delta f verteilt. Die Überlegung geht nun davon, daß wenn die visuell wahrgenommenen Bilder (wg. Spektralempfindlichkeit des Auges) innerhalb der Schärfentiefe liegen, trotzdem das Gesamtbild aller Wahrgenommenen Farben im wesentlichen scharf ist.
Das mit der sphärischen Aberration, die beim klassischen Fraunhofer nur für eine Wellenlänge (i.d.R. 555nm) voll auskorrigiert ist, für die anderen Wellenlängen aber nicht ganz auskorrigiert ist, ist mir bewußt.
Hier kommt aber wieder die Spektralempfindlichkeit des Auges zu Hilfe. Wenn z.B. unterhalb von 450 nm die sphärische Aberration nicht mehr beugungsbegrenzt korrigiert ist, das Auge aber unter 450nm (beim Photopischen Sehen) keine nennenswerte Empfindlichkeit mehr hat, wird dieser blaue "Blur" nicht mehr wahrgenommen.
Bei Fotografie oder CCD sieht das natürlich gaaaanz anders aus.

Zum der Abbildung S.188 oben im Suiter:

bei einem f/1 System ist der lineare Durchmesser des Beugungsscheibchen d=2,44*Lambda und die wellenoptische Schärfentiefe +/-Lambda/4*N^2, also bei N=1 damit Lambda/2.
Das Verhältnis Durchmesser des Beugungsscheibchen zu wellenoptischer Schärfentiefe wäre also 2,44

1/2)=4,88.
Der Durchmesser des Beugungsscheibchens wäre also 4,88 mal größer als die "Länge" des Schärfentiefebereichs.

Zu sehen ist aber das umgekehrte, nämlich das Durchmesser des Beugungsscheibchens eher 4x kleiner als 4,88x größer als der Schärfentiefebereich ist.

Oder anders:
Wenn die X-Achse in dem Bild +/-8 Wellenlängen=16 Wellenlängen darstellt, dann wäre bei einem f/1-System der Fokusbereich immer +/-Lambda/4=Lambda/2, also ungefähr 1/32stel der Länge der X-Achse.
Sie ist aber eher 1/9tel der Achse lang.
O.K. vielleicht liegt bei mir da noch ein Denkfehler. Muß ich noch mal genau überlegen.

C.S. (ab gleich im Urlaub)

Roger

astroschmidt · 28. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Kurt,

Nee, nicht einmal gegen dann wieder weil es scheinbar besser passt mit Spot- Diagrammen argumentieren. Das finde ich verwirrend. Ich bin der Meinung, dass eben Spot- Dagramme hier nicht weiterhelfen und auch keine Fokus- Spielereien an Sternen sondern eher die wellenoptisch richtig gerechneten MTFs (Kontrastübertragungsfunkionen) für verschiedene Farben.

Damit meinte ich natürlich nicht, daß wir jetzt zur geometrischen Optik zurückkehren. Was mich selbst interessiert, wäre eine Tabelle, bis zu welcher Wellenlänge im Rot und Blau sich die sphärische Aberration eines Fraunhofer bei verschiedenen Durchmessern und Blendenzahlen kleiner als das Beugungsscheibchen hält (z.B. bei diesem 6´´ f/6,7).
Da liefert, glaube ich, das Ray-Tracing einen ausreichend genauen Wert. Habe nur im Moment keine Zeit, das selbst zu rechnen.
Es gibt ja sogar die Variante des "Gauß-Achromaten", bei dem die sphär. Aberration für mehrere Wellenlängen korrigiert ist (auf Kosten dann anderer Bildfehler). Gauß-Achromaten sind aber wohl für Teleskope nur ganz selten eingesetzt worden (Fertigungstoleranzen?).

Noch mal zu "beugungsbegrenzt" bei grün: Wenn in Autokollimation ein Ronchi- Gitter mit 10 LP/mm ungefähr 5 bis 6 bolzgerade Balken zeigt, dann ist die Optik zumindest auf der Achse für diese Farbe garantiert beugungsbegrenzt. Das war bei dem von mir getesteten Exemplar 6" f/6,7 der Fall. Die Größe des nutzbaren Gesichtsfeldes ist doch gar nicht das Kernthema der Sendung, insbesondere nicht bei Planetenbeobachtung oder hohen Vergrößerungen.

Ich glaube, da habe ich mich unklar ausgedrückt. Normalerweise müßte eine Optik, die im Labor (im Grünen) beugungsbegrenzt ist, ja auch am realen Himmel beugungsbegrenzt sein, wenn ich mich (z.B. mit Grünfilter o.ä.) auf diesen im Labor geprüften Wellenlängenbereich beschränke. Wenn dann am Himmel die Optik doch (im Grünen) eine schlechte (kontrast- und/oder auflösungsschwache) Abbildung liefert, habe ich nach einer Erklärung gesucht.
Z.B. könnte durch ein nicht senkrecht eingebautes Objektiv der beugungsbegrenzte Bildbereich an den Gesichtsfeldrand des Okulares geraten sein, und man dadurch einen Bereich (in der Bildmitte) beobachtet hat, der schon nicht mehr beugungsbegrenzt war.
(Was natürlich kein Verdacht sein sollte, daß Du nicht in der Lage warst, das Objektiv gut justiert einzubauen. Nur ein Beispiel)

Jetzt aber ein ganz markanter Punkt, warum der FH wegen seiner krassen Blauschwäche in der Kontrastübertragung sichtlich unterlegen ist. Trag dazu mal die MTF nicht wie üblich über die normierte Ortsfrequenz auf sondern über den scheinbaren Winkelabstand (analog dem Abstand der Linien im Testgitter). Dann kommt nämlich heraus, dass bei blau und gleichem Winkelabstand der Wert der Kontrastübertragung höher ist als bei grün und rot. Das macht sich besonders deutlich in der Nähe des theoretischen Auflösungsvermögens bemerkbar. Wenn dann noch andere Farben nicht in einen Fokus passen geht das ebenfalls klar zur Lasten der Gesamt- Kontrastübertragung, ganz gleich welche Farbe sich das Auge als die günstigste aussucht.

Um genau zu verstehen, was Du meinst, muß ich mich erstmal wieder mit Aberrator befassen. Ist schon ne Weile her.
Könntest Du mir zur Verständniserleichterung vielleicht ein paar Bilder dazu aus Aberrator über meine Email-Adresse schicken?

PS.: Mein nächster Selbstbau wird wahrscheinlich ein APO nach Art eines Schupmann- Medial....

Geil!!!! Das ist mein Geheim-Traum seit 20 Jahren. Das Schupmann-Medial ist für mich die ultimative Optik. Und 1 große Linse selbst zu schleifen würde ich mir noch zutrauen.
Kennnst Du das weltweit größte Medial von den Leuten aus Stellafane Stellafane Medial ?

C.S. (bald in Urlaub) Roger

astroschmidt · 28. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Liebe (Noch-) Mitleser,

bevor ich mich gleich in den Urlaub verabschiede, sind mir gestern noch 2 Gedanken gekommen.

Die Diskussion entzündet sich ja hauptsächlich an 2 Kritik-Punkten:

1.) Wird die visuelle Wahrnehmung insbesondere des (unscharfen) schädlichen Blauanteils des Bildes durch die Spektralempfindlichkeit des Auges beeinflußt und wenn ja, welche Spektralempfindlichkeitskurve ist zugrunde zu legen?

2.) Gibt es den "erweiterten" Schärfetiefebereich nach Taylor und wenn ja, wie groß ist er?

Zu 1.) Wir sind uns glaube ich einig, daß für Sonne/Mond/Planeten die Hellempfindlichkeitskurve (Photopisches
Sehen) zugrunde gelegt werden muß, sonst würde man auf den Planeten ja garkeine Farben sehen.
Die ist aber nach mehrfacher Recherche eindeutig so, daß das Maximum bei 555nm liegt, ein Abfall auf 10% bei 470nm (Blau) und 650nm (Rot) und ein Abfall auf unter 1% bei 430nm (BLau) und 690nm (Rot).
Zum Glück (für den FH) sinkt die Hellempfindlichkeit im Blauen also schneller als im Roten.
Vielleicht hat Karsten ausgerechnet eine Literaturquelle gefunden, wo die Kurven für Tag- und Nachtempfindlichkeit vertauscht sind?

Zu 2.) Bei der visuellen Beobachtung, wird das Okular wie eine Lupe verwendet, mit der das Luftbild im Fokus betrachtet wird.
Nun hat das System Okular-Augenlinse, das dieses Fokusbild auf der Netzhaut abbildet, selbst wieder einen Schärfentiefebereich im Gegenstandsbereich (Fokus).
Könnte es also vielleicht ganz einfach sein:
Durch die endliche Schärfentiefe des Okular-Auge-Systems wird ein ausgedehnter Bereich um den Fokus herum (intra- und extrafokal) scharf abgebildet.
Dann wäre zwar möglicherweise die wahrgenommene Schärfentiefe zusätzlich abhängig von der Brennweite des Okulars, könnte aber eine Erklärung sein.
Muß ich mir im Urlaub mal genauer überlegen.
Vielleciht können die Optik-Cracks diesen Gedanken in der Zwischenzeit ja mal konstruktiv aufnehmen.

C.S.

Roger

Reverend_Coyote · 29. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Kurt,

Zitat:
---------------------------------------------
Mit obiger qualitativen „Fokussierung“ auf die MTF werden jene Beobachter die direkt APO vs. FH verglichen haben auch theoretisch gestützt in dem Urteil, dass praktisch jeder FH deutlich sichtbar schlechter abschneidet als ein gleich großer APO. Ich kann nur jedem der sich den Glauben an das besonders Gute in FHs bewahren möchte nur raten, solche Vergleiche nicht anzustellen.
---------------------------------------------

Das ist aber die falsche Philosophie. Wer seinen Glauben an
das Gute eines FH - egal welcher Baulänge - behalten möchte, sollte
diese nicht mit APOs vergleichen sondern mit einlinsigen Chromaten
gleicher Eckdaten. Dann wird man den FH so lieben wie Fraunhofer
und seine Zeitgenossen es zu Recht getan haben! Es ist alles relativ.
Man lese nur mal die begeisterten Beobachterberichte dieser Vor-APO-Zeit,
wo zB. F.v.P. Gruithuisen über die Leistungen seines
'hervorragenden Fraunhoferschen Tubus' von (umgerechnet) 108mm/1626mm
berichtet. Und trotzdem haben damals auch Leute weiterhin mit Einlinsern
beobachtet bzw. aus finanziellen Gründen beobachten müssen. Denen hat damals
auch niemand dazu geraten ihre Rohre zu entsorgen und die Astronomie
aufzugeben oder mehr Geld hinzulegen.

Das Du einen Schupmann bauen willst ist hochinteressant. Da habe ich
mich auch mal mit beschäftigt und Literatur beschafft, allerdings
durch die Anschaffung eines 206/1600mm und 130/780mm Astro Physics Apo
hatte sich das dann erledigt. Ich habe eine Photokopie von Schupmanns
Buch und ein Büchlein aus den USA von Jim Daley, der jahrelange praktische Erfahrung
mit dem Bau von modifizierten Schupmännern hat. Wenn Du möchtest
kopiere ich Dir die Werke gerne.

Diese haben allerdings recht kleine Gesichtsfelder von
Größenordnung 0.5°, das ist konstruktionsbedingt durch eine möglichst
gering auszuführende Neigung des Manginspiegels nicht zu umgehen, da
sonst der Astigmatismus zu stark ansteigt.

MfG Coyote

Kurt · 29. April 2005

Re: Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achrom

Hallo Coyote,

Das ist aber die falsche Philosophie. Wer seinen Glauben an
das Gute eines FH - egal welcher Baulänge - behalten möchte, sollte
diese nicht mit APOs vergleichen sondern mit einlinsigen Chromaten
gleicher Eckdaten.

Gut gesagt, aber finde mal einen einlinsigen 6" f/8 Chromaten an dem Du den gewaltigen Gewinn eines ebensolchen Fraunhofer feststellen kannst <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/ooo.gif" alt="" /> . Dass ein 4" f/16 FH sicher als sehr gut zu bezeichnen ist möchte ich auch nicht anzweifeln.
Wahrscheinlich wird ein APO- Kenner wie Beat wieder sagen: "...für einen Fraunhofer ganz gut..."

Was mich hier in den Thread stört sind die vorprogammierten Fehlinterpretationen der Art:

1. Man finde nur die "richtigen" Formeln und siehe der Farbfehler des Fraunhofer wird ganz unbedeutend oder verschwindet sogar (wenn man nur lange genug durchguckt <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/laugh.gif" alt="" /> ).

2. Die Kontrastschwäche insbesondere von lichtstarken FHs ist nicht die Folge von Farbfehlern sondern in erster Linie auf Fertigungsmängel und Kollimationsfehler zurückzuführen.

Das Du einen Schupmann bauen willst ist hochinteressant....

Du hast ja schon eine der von mir vermuteten Schwächen genannt... kleines Gesichtsfeld. Das wäre für Planetenbeobachtung kein arges Handicap. Ich werde wahrscheinlich so etwas mit 4- 5" Öffnung bauen. Da hätte man öfters die Chance zu Praxis- Vergleichen mit APOs, FHs und sonstigen...

Gruß Kurt

Harald_M · 29. April 2005

Hallo Astroschmidt!

In den ewigen Refraktor-Reflektor Diskussionen fällt immer wieder auf, daß es eine erhebliche Diskrepanz gibt zwischen der Theorie ("Unmöglichkeit" einer scharfen Abbildung eines lichtstarken Fraunhofer-Refraktors) und der Praxis (Refraktor-Besitzer sehen
eben doch feinste Details an der Auflösungsgrenze).

Welche Diskrepanz???

Ich hatte mal einen Achromat 120mm f/8. Der war bestimmt keine Gurke, war als Planetengerät aber trotzdem vollkommen ungeeignet. Wo bitteschön sind die (erfahrenen) Beobachter, die einen f/8 Achro mit >=120mm Öffnung als sehr gute Planetengeräte bezeichnen? Das sind doch höchstens ein paar Einsteiger, die noch nie durch ein richtig gutes Teleskop gesehen haben und sich freuen, mit ihrem neuen Teleskop ein paar Mondkrater zu sehen.

Gruß Harald

Paule · 29. April 2005

Hallo Harald_M.

Wo bitteschön sind die (erfahrenen) Beobachter, die einen f/8 Achro mit >=120mm Öffnung als sehr gute Planetengeräte bezeichnen? Das sind doch höchstens ein paar Einsteiger, die noch nie durch ein richtig gutes Teleskop gesehen haben und sich freuen, mit ihrem neuen Teleskop ein paar Mondkrater zu sehen.

Geht es wirklich darum, wer einen "f/8 Achro mit >=120mm Öffnung" als "sehr gutes Planetengerät bezeichnet"?

Heilsam kann die vorzügliche Homepage des Herrn Wohler sein. Dort die Sektion "JupiDraw". Entstanden mit einem FH 120mm f/8,3.

Sehen so die Aufzeichnungen eines

Einsteigers

aus, der

noch nie durch ein richtig gutes Teleskop gesehen

hat?

Merke: Auch der hier durch den Schmutz gezogene (relativ schnelle) Fraunhofer ermöglicht eindrucksvolle Beobachtung von Planeten.

Hersteller- und Händlerpolitik, garniert mit einem gerüttelt Maß an Verbohrtheit, muss angesichts solcher Dokumente scheitern.

Grüße vom
Paule

Neue Argumente zugunsten des Fraunhofer-Achromaten

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