Theorie: Apochromat

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aths

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Warum wird die teure Korrektur-Optik ins Objektiv, und nicht kurz vor das Okular gesetzt? Das könnte die Sache doch vom Material-Aufwand her günstiger machen? Wäre es nicht auch denkbar, für große Refraktor-Serien spezielle Okulare zu fertigen, welche auf diesen Refraktor abgestimmt sind und zumindest ein semi-apochromatisches Bild liefern?
 
Hallo aths,

ich habe momentan keine Möglichkeit zur Hand, das genau nachzuvollziehen, aber ich denke, es läuft auf Folgendes hinaus:
Je näher die Linsen zusammen sind, die gemeinsam die fabrreine Abbildung erzeugen, um so näher sind auch die Lichtstrahlen noch beieinander. Wenn man jetzt korrigiert, muss man "nur" dafür sorgen, dass ein Teil der Lichtstrahlen eine Winzigkeit stärker und ein anderer Teil eine Winzigkeit schwächer gebeugt wird. Kurz vor dem Brennpunkt aber hat man bereits einen Abstand im Bereich von Millimetern, und den dann wieder rückgängig zu machen stelle ich mir sehr schwer vor. Da braucht man eine Material mit extremen Brechungsunterschieden, also etwas mit viel stärkerer Dispersion als Glas sie besitzt. Ein Teil, das so etwas leistet, müsste zumindest schon eine beträchtliche Länge haben, um eine weitgehende Korrektur zu gewährleisten. Wahrscheinlich ist der Aufwand (sofern es überhaupt machbar ist) viel höher als der zum Bau eines "einfachen" Apochromaten".

Grüße,
Christoph
 
Hallo,

dieser Weg wird ja begangen, überwiegend von Teleobjektiv-Konstrukteuren und ja auch z.B. Vixen.

Da endet man schnell mit 4 oder 5 Linsen in 4 Gruppen. D.h. man hat dann schnell 8 oder mehr Glas-Luft (Luft-Glas) Übergänge beieinander. An jedem Übergang haben wir dann Refelktionsverluste und Reflexlichtgefahr. Das ist für Teles nicht so schlimm, aber bei Astrooptik halt schon relevant.

Z.B: Tak FS Apo 2 Linsen in 2 Gruppen = 0,98 hoch 4 = 0,92 = 8% Verlust

4 Linsen in 4 Gruppen = 0,98 hoch 8 = 0,85 = 15% Verlust

Dickes Tele z.B. 12 Linsen 8 Gruppen = 0,98 hoch 16 = 0,72 = 28 % Verlust

0,98 ist die Transmission von extrem gutem Multicoating. Das kann bei schlechterer Qualität auch schon mal 0,96 sein!

Siehe hierzu auch:

http://www.licha.de/AstroWeb/articles_fullsize.php3?iHowTo=8
 
Hallo,

wenn der Lichtverlust alles ist, dann ist es ja eigentlich egal. Dieser könnte leicht durch mehr Öffnung wettgemacht werden, und das zu einem wesentlich günstigeren Preis.
Oder sehe ich da was falsch?
 
Hallo Harald,

sorry, ich habe hier halt nur mal den Lichtverlust besonders herausgestellt. Das war natürlich ein bißchen einseitig...

*Wenig* mehr Öffnung beim Refraktor kostet aber halt trotzdem viel Geld.

Ich denke 2 sehr gute Linsen sind einfacher zu machen als 4 oder 6. Und: je mehr Linsen desto mehr Kollimation, bzw. desto mehr präzise Fassungen und korrekte Abstände sind einzuhalten.

Zudem: Korrekturlinsen kurz vor dem Fokus stören dann auch gern mal den Einsatz von Barlows, weil die dann auf den Lisnen aufsitzen.

Leider habe ich bisher nur mal kurz durch einen Vixen Neo-Achromaten durchgeschaut. Und durch einen normalen Achromaten mit Korrekturlinsen, wie ihn Wolfi Ransburg anbietet habe ich noch gar nicht durchgeschaut.

Allerdings kenne ich den FS-60C von Takahashi sehr gut (2 Linser mit Fluorit-Front-Element) und auch viele Teleobjektive.

Zudem besitze ich mehrere Newtons.

Mein Resummee bisher: es ist fast völlig Wurscht, was man für ein Design einsetzt. Hauptsache die Qualität der Optik ist hervorragend. Dann machts Spaß. Das belegen ja auch die vielen guten Bilder im Web von verschiedensten Teleskop-Designs.
 
ein bisschen Philosophie ...

Gerade bei Apochromaten wird versucht, das entstehende Bild so gut wie nur irgend möglich zu korrigieren. Das heisst z.B.: Keine Bildfeldwölbung, keine Farbfehler, punktförmige Sternabbildung bis in die Ecken des Mittelformats, ...
Nun kann ich mir als Teleskop-Konstrukteur nicht erlauben, dass an der ersten Linsengruppe riesige Bildfehler entstehen um dann krampfhaft zu versuchen, selbige mit mehreren Korrekturlinsen aufwändig in der letzten Linsengruppe zu korrigieren.
Ich glaube Vollapochromaten, haben nicht das Ziel möglichst preisgünstig für den Massenmarkt zu sein, sondern möglichst perfekt zu sein. Und das hat seinen Preis. Für mich ist im Moment so ein Teil auch unerschwinglich - leider.
 
Du musst Dich entscheiden ...

... was Du haben willst:


- Maessige Farbreinheit bei grosser Feldausleuchtung, Ebnung etc. --- z.B. Petzvaldesign, Astrograph (Stichwort Sonnefeld-Vierlinser), Vixen Neoachromat --- gut fuer Fotografie aber Farbreinheit auch auf der Achse nicht perfekt z.B. am Planeten.


- Hohe Farbreinheit auf einem winzigen Feld --- eine kleine Korrekturoptik in Fokalnaehe liefert zumindest paraxial ein reines Bild. Beispiele sind das Schuppmannmedial (Einlinsiges (!!!) Objektiv plus Korrekturoptik in Fokalnaehe, groesstes SM der Welt steht in Brandenburg und hat 0.7m Oeffnung!) oder der Chromacorr von Aries, der aus Fraunhofern paraxiale Achromate macht/machen soll - Schwierigkeit ist die exakte Abstimmung der Korrekturoptik auf den real existierenden Achromaten.


Quintessenz: Der Vorteil des APOs ist nach wie vor seine universelle Verwendbarkeit als geniale Weitfeld-Fotomaschine UND als tolles Planetenrohr. Um das mit Spiegeln zu machen, braucht man eine Schmidtkamera oder ein Slevogtsystem (z.B. LK FFC) UND einen Schiefspiegler. Das einzige Universalinstrument, das dem APO in der Welt der Spiegelfernrohre nahekommt, ist der Newton plus Komakorrektor --- hier hat man in einem Rohr ein weites Feld fuer Foto und eine (bei guter Optik, gewellter duenner Spinne, evtl. austauschbarem Fangspiegel visuell <--> fotografisch) brauchbare Planetenmaschine. Bei gleicher Oeffnung jedoch wird der klassische APO immer noch das groessere voll korrigierte unvignettierte Feld haben und auch die kontrastreichere paraxiale Bilddefinition.



 
Re: ein bisschen Philosophie ...

Kleine Randbemerkung:

Während sich einige Fehler (Sphärische Aberration, Farbfehler, Koma)
m.o.w. beliebig an jeder Stelle im Strahlengang anpacken lassen, gilt
das nicht für alle. Die Bildfeldwölbung zB ist aus rein mathematischen
Gründen nicht wegzukriegen, wenn man nur mit einer oder mehr Linsen
vorn als Objektiv arbeitet und dahinter überhaupt keine optischen
Elemente mehr hat - egal was ich vorn tue, was für Kurven ich anbringe
(auch asphärische), es ändert sich einfach nichts an diesem Parameter,
solange die Systembrennweite konstant bleibt.

Wenn ich also ein ebenes Bildfeld haben will, muss ich weitere
Elemente näher an der Bildebene einbauen. (Und wenn ich einmal damit
anfange, habe ich die Wahl, wie viel andere Fehler ich komplett vorn
am Objektiv auskorrigieren möchte und bei welchen ich die Arbeit zwischen
Objektiv und Korrektor aufteile.)

Wenn ich möglichst viel vorne mache, kann ich bei hohen Vergrößerungen
(wo es auf ein großes ebenes Bildfeld nicht ankommt) auf den Korrektor
hinten verzichten, d.h. man kann ihn als abnehmbares Zubehörteil auslegen.
Wenn nicht, muss auch bei dieser Verwendung der Korrektor drin bleiben
(zB bei Petzval-Designs wie TV-101/NP-101).

(Bei abnehmbarem Korrektor hat man dann noch das Problem, die Justierung
aufrechtzuerhalten - der Korrektor korrigiert nur dann genau, wenn er
an einer bestimmten festen Stelle bezogen auf das Objektiv sitzt und
nicht je nach Stellung des Okularauszugs mal weiter vorn und mal weiter
hinten.)
 
Moin,


> Da braucht man eine Material mit extremen Brechungsunterschieden, also etwas mit viel stärkerer Dispersion
> als Glas sie besitzt.

Das ist sogar schon versucht worden, diese Fernrohre hiessen "Dialyte". Sie haben sich aufgrund ihrer Maengel
nie richtig durchgesetzt. Die am besten geeigneten Korrektoren waren Fluessigkeitslinsen mit irgendwelchen
exotischen Stoffen, u.a. Saeuren.

Dixon
 
Re: Du musst Dich entscheiden ...


> Beispiele sind das Schuppmannmedial (Einlinsiges (!!!) Objektiv plus Korrekturoptik in Fokalnaehe, groesstes
> SM der Welt steht in Brandenburg und hat 0.7m Oeffnung!)

Um mal pingelig zu sein <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" /> , meines Wissens nach ist das Ding von Rathenow ein sogenanntes "Brachymedial", wie
es schon Hamilton entwickelt hat. Schupmann schien davon nicht so sehr begeistert zu sein, die BM benoetigen
spezielle Kompensationsokulare (glaube, wegen der prinzipbedingt nicht zu beseitigenden chromatischen
Vergroesserungsdifferenz), wofuer er Vorschlaege aus dem Zeisskatalog machte ...
Das groesste existierende Schupmannmedial steht (wo sonst... ) irgendwo in den USA (hab' jetzt grad' keinen
Link zur Hand) und hat 13" Durchmesser, also 33cm. Das groesste SM, was es je gab, nannte der bekannte
Fauth sein eigen, es hatte 38.5cm Durchmesser. Allerdings ist es, wie auch Teile der Bibliothek, seit dem
Zweiten Weltkrieg verschollen, trotz Auslagerung in einen Bergwerksstollen. Das schrieb jedenfalls sein Sohn
in einem Artikel in "Die Sterne", irgendwann in den Fuenfzigern glaub' ich.

Dixon <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/laugh.gif" alt="" />
 
Hi aths

Um es auch mal einfach auszudrücken:
Es wird natürlich von je her schon versucht eine gute Optik mit so wenig
Oberflächen wie möglich herzustellen, damit die Verluste auch gering bleiben.

Das mit den Okularen wäre natürlich nicht so die tolle Lösung!
Natürlich wären diese dann ziemlich teuer und eventuell auch nicht universell einsetzbar.
Und was würden dann solche Leute wie ich machen? Ich persönlich könnte mir nicht vorstellen einen Apo zum Planeten gucken zu kaufen.
Für mich macht muß sich ein Apo durch folgendes auszeichnen:
Großes korrigiertes Feld mit extremer Schärfe, großes korrigiertes Feld mit extremer Schärfe und durch ein großes und korrigiertes Feld mit extremer Schärfe also kleinen Nadelstichen von Sternen über ein riesegroßes Aufnahmefeld. Wenn dann noch das Öffnungsverhältnis stimmt (ideal ist so f/2,8 bis f/7), dann ist hat man ein richtig schönes Gerät um eine seine 6x6, 6x7, oder sogar 6x8 Kamera oder noch größer daran zu packen!
Das was dann dabei raus kommt, treibt dann auch noch gern vielen CCD Fotografen die Pipi in die Augen ;-), weil CCD mit solchen Feldgrößen und der dabei entstehenden Auflösung einfach nicht mitkommt und auch noch sehr lange nicht mitkommen wird!

Es gibt eben nicht viele Optiken, die mit einem Apo mithalten können, wobei
gerade bei kleinen Optiken ein Apo konkurrenzlos ist!
So ein Pentax 75 SDHF z.B. hat ein 75mm Objektiv und hat etwas über nen halben Meter Brennweite, ist aber für die 4,5x6 Fotografie korrigiert.
Dann gibts noch sowas wie nen AP Traveller, nen Vixen DED 108 oder nen Tak FSQ, die allesamt um die 4" liegen aber selbst das 6x7 Format ausleuchten (der AP nur mit Zusatzoptik).
Ich denke bei den gennanten Öffnungen kommt man mit Spiegeloptiken einfach nicht hin, was ja auch logisch ist, wenn man mal über Obstruktion und benötigte Feldausleuchtung nachdenkt!

Okay, wirds dann irgendwann mal größer, spricht fast nichts mehr für einen Apo, meistens jedenfalls (ausnahmen bestätigen die Regel). Ab 8" hat man dann schon wie von Jürgen angesprochen so einen Richter-Slevogt-Cassegrain (LO-FFC) als gute und Lichstarke Alternative, wobei sich das handling nicht unterscheidet, mit ausnahme der justierung. Wer mehr Lichtstärke braucht und auch mit dem etwas schwierigerem handling keine Probleme hat, für den ist dann in diesem Öffnungsbereich die Schmidtkamera das beste.
Will man dagegen bei noch größeren Öffnungen noch mehr Brennweite dann sollte man in ein Ritchey Cretien mit Korrektor nach Baker investieren, oder neuerdings in etwas ähnliches, nämlich einen Cassegrain mit korrigierter Kurve im Sekundärspiegel, gennant Hypergraph.
Aber auch mit dem universellsten überhaupt, dem Newton kann man mit Korrektoren ab ca 10, 12" Größe auch ne Menge dahingehend anstellen.

Hui! so viel wollte ich garnicht dazu schreiben! Naja, was solls, ich hab eben versucht, den Apo mal aus fotografischer Sicht zu sehen!
Die Idee die du hattest, würde dieses Universalität natürlich deutlich einschränken!
Aber ich hoffe meine Ansicht der Dinge macht auch klar, warum ein Apo ab einer gewissen Größe nur noch was für liebhaber ist!
Auf Preise bin ich natürlich nicht eingegangen, ich will ja nicht, daß irgendjemandem schlecht wird! ;-)

gruß,
André



 
Gewellte Spinne

Hallo Jürgen,
...und eine (bei guter Optik, gewellter duenner Spinne...
Diesen Ausdruck lese ich heute zum ersten Mal! Welchen Vorteil hat eine gewellte Spinne? Ist die Streuung streuender als bei geraden Streben? Wie dünn ist dünn? Wieviele Streben sollte man überhaupt maximal sinnvoll benutzen?
Ich frage das nur, weil ein Sternfreund von mir seinen Newton soweit als geht optimieren möchte. Vielleicht wäre das auch ein Tipp für ihn.
 
Re: Gewellte Spinne

Hi Frank,

die Beugungsstrahlen entstehen rechtwinklig zur zugehörigen Strebe. Ist die Strebe gewellt, so werden die Strahlen auf eine Art Hantelfläche verteilt. Da die Länge der Streben aber nur geringfügig zunimmt, wird eine nur geringfügig größere Menge Licht auf eine wesentlich größere Fläche verteilt. Dementsprechend drückt man die Beugungsstrahlen nahe an die Wahrnehmungsschwelle.

Clear Skies
Sven
 
Hallo André,

ich stimme dir voll zu was die Einschätzung der Vorteile eines Apos angeht, ich stosse mich nur ein bißchen an dem Wort "ausleuchten":

Dann gibts noch sowas wie nen AP Traveller, nen Vixen DED 108 oder nen Tak FSQ, die allesamt um die 4" liegen aber selbst das 6x7 Format ausleuchten (der AP nur mit Zusatzoptik).

ausleuchten ist vielleicht das falsche Wort. Der AP braucht für 6x7 eine Bildfeldebnungslinse, der FSQ und der DED nicht, da sind die Sterne von vorneherein bis in die Ecken scharf. Die beiden sind aber vom Typ her Petzval-Objektive mmit einem unterdimensionierten Korrektor, und vignettieren deshalb. Beim FSQ liest man manchmal vom sog. "hot-spot", der in Wirklichkeit aber nur der voll ausgeleuchtete Teil des Bildfeldes ist. Um ein voll ausgeleuchtetes Bildfeld zu haben muß der Korrektor größer sein als das Objektiv
http://astro.umsystem.edu/apml/ARCHIVES/SEP02/msg00496.html:

In a message dated 9/17/2002 7:42:43 PM Central Daylight Time, montezinho@... writes:



On the subject of the spot. I took a shot of some blank sky and I will make a mask to use in the future. The spot is quite strange, it is in the middle of the frame and small. Does anyone know what causes it and why (perhaps) it is only seen on this Tak?



It is not a "hot spot". It is an area of full exposure with the outer portion progressively less exposure because this area does not receive light from the full lens aperture. It only looks "hot" relative to the outer portion of the image. There are no internal reflections that cause this. It is the price you must pay in return for a flat field of the Petzval configuration. The only way this optical system can give 100% illumination over a 90mm diameter is for the real lens set to be more than 5" in diameter - an absurd thing for a 4" refractor.

Roland Christen

Das Televue NP101, das von den Spezifikationen her ziemlich ähnlich ist spart sich einen guten Teil des "Ärgers", da es sich vom OAZ her überhaupt nicht für Mittelformat eignet...

um der Kritik vorzubeugen es handele sich um eine markt-taktische Aussage von Hr. Christen: Ein anderer Optik-Profi hat mir diesen Sachverhalt bestätigt.

nichts für ungut, in froher Erwartung der Leoniden harrend
 
Re: Gewellte Spinne

Hi Frank,


sorry fuer meine spaete Antwort. Sven hat ja schon das Prinzip erklart. Die Beugungsstrahlen werden in die komplette Bildebene rund um den Stern verteilt, sie sind nicht mehr wahrnehmbar. Selbst auf Fotos verschwinden die Kreuze um helle Sterne. Meines Wissens geht dieser Trick auf Dimitri Maksutov zurueck.

Zum Beispiel das TAL 200K (Kletsov-Cassegrain) hat drei gebogene Spikes. Ein Freund hat das an seinem gebraucht erworbenen Newton --- hier wurden zwei Halbkreise verwendet, die sich mit ihren Konvexseiten gegenseitig fast beruehren. Im Beruehrpunkt ist dann die Fangspiegelzelle. Dies ist auf fuer den Kuechentischbastler einfach machbar, ein paar gebogene Profile halt. Der Verkaeufer gab meinem Freund ein Referenzfoto mit, das helle Sterne ohne irgendwelche Strebeneffekte zeigte.


 
Schupmann und Brachy

Hi Dixon,


danke fuer Dein informatives Posting, habe wieder was gelernt. Bin kein Spezialist fuer Medialfernrohre und wusste bis dato nicht, dass es verschiedene Bauweisen gibt. Interessant ist ja generell, welches Schattendasein dieses hoechst interessante Teleskop fuehrt.


PS: Hat Dein Nickname was mit der Mason-Dixon-Line zu tun ?

 
@Sven, @Jürgen - Danke!

Hallo ihr beiden,
vielen Dank für die aufschlußreiche Erklärung. werde ich so weitergeben!
 
Re: Schupmann und Brachy

Moin Juergen,

naja, so der Experte bin ich wohl auch nicht. Beim Brachymedial faellt das Licht durch die Objektivlinse
und dann direkt auf eine Spiegellinse, d.h., einen hinten beschichten Spiegel, von da geht's wieder
zurueck und das Licht muss wie beim Newton seitlich mit einem Hilfsspiegel hinausgelenkt werden. Hier
passiert also alles vor dem Brennpunkt.
Das Medial, wie es sich Schupmann erdachte, wirkt nach dem Brennpunkt, wiederum mit Spiegellinsen bzw.
Kombinationen aus Spiegeln und Linsen.
Naja, ich glaube, das SM war optisch fuer seine Zeit und den Zweck zu kompliziert. Damals gab's noch
keinen T-Belag oder Alu-bedampfte Spiegel mit Schutzschicht. So ist es trotz seiner Vorteile nie populaer
geworden und andere Konzepte draengten sich nach vorne.

PS: Hat Dein Nickname was mit der Mason-Dixon-Line zu tun ?

Nein, und auch nicht mit einem DJ Dixon oder Dixon Hill (alias J.L Picard) vom Holodeck 3 . <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/grin.gif" alt="" />

Dixon
 
Schupmann in Anwendung

Moin,

das heutige APOD zeigt ein sehr detailiertes Sonnenbild, aufgenommen mit dem Swedish 1m-Solar Telescope.
(Achtung, die Verbindung haengt manchmal...)
Das Sonnenlicht wird zunaechst durch einen Coelostaten umgelenkt in eine senkrechte Roehre, die das eigentliche
Teleskop darstellt. Laut Beschreibung handelt es sich um ein Vakuumteleskop, aber die obere Abdeckung der
evakuierten Roehre ist keine plane Scheibe, sondern eine, die Linse mit 1m Durchmesser (eine einfache Linse,
kein Fraunhofer).
Fuer die meisten Untersuchungen wird das Licht durch schmalbandige Filter gefiltert. Benoetigt man einen
groesseren Bereich, kann ein Teil des Sonnenbildes zu einem Korrektor geleitet werden, der nach dem
Schupmann-Prinzip arbeitet.
Auf dieser Seite ist auch noch ein Link zu einer kurzen, interessanten Biographie Schupmann's.
Naja, ganz vergessen hat man das Prinzip nie ... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" /> Der Wild-T4-Theodolit hat auch Spiegellinsen im Innern,
da weiss ich aber nicht, ob das was mit dem Medialsystem zu tun hat.

Dixon

 
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