Verständnisfrage schnelle Optik

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mimizar

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Hallo liebe Astrogemeinde
Ich hab da mal ne (doofe?) Frage. Wo liegt der Unterschied bei einer schnellen Optik ich sag mal 60/300 f5 zu 70/420 f6. F5 ist hier schneller aber f6 hat eine größere Öffnung. Sprich mehr Lichtsammelleistung. Wo wäre da ein Unterschied bei der Fotofrafie?
Lg Tanja
 
Bei einer homogen ausgeleuchteten Fläche wirst Du mit dem F6 doppelt so lange belichten wie mit dem F5.

Gleich lang belichten würdest Du bei einem 70/350, ergo F5.

CS, Ralf
 
Hallo Tanja,

bei 420mm Brennweite ist der Bildausschnitt der auf dem Sensor festgehalten wird kleiner als bei 300mm. Wie bei einem Zoom. Bei F6 braucht man etwas mehr Belichtungszeit um das gleiche Signal einzufangen.
Eine größere Öffnung bietet in der Theorie eine höhere Auflösung, was wirklich sinnvoll ist hängt dann stark von der Qualität der Komponenten ab.
In Stellarium kannst du verschiedene Brennweiten eingeben und abhängig von der Sensorgröße den Bildausschnitt sehen.

Grüße
Dietmar
 
Wo liegt der Unterschied bei einer schnellen Optik ich sag mal 60/300 f5 zu 70/420 f6
Bildschirmfoto 2022-03-13 um 21.46.50.png

Vorausgesetzt die Kamera bleibt dieselbe oder hat dieselben Parameter.

lg
Niki
 
Liebe Tanja,
Sterne sind mathematische Punkte. Wie viele davon du ablichten kannst, richtet sich ausschließlich nach der Öffnung des Teleskopes.
Nebel sind flächige Objekte. Wie gut sie abgebildet werden, richtet sich nach der Blende, also dem Öffnungsverhältnis.
Daraus folgt: Große Öffnung, viele Sterne, große Blende, schöne Nebel.
Bei der Fotografie spielen natürlich weitere Faktoren eine Rolle, aber bei sonst gleichen Bedingungen gilt der beschriebene Zusammenhang.
CS Harald
 
60/300 gegen 70/420. Letzterer sammelt zwar mehr Licht, verteilt es aber auf ein noch größeres Bild.
70mm Öffnung sind in der Fläche 36% mehr als 60mm. (70²/60²=1,36)
420mm Brennweite sind 40% länger als 300mm Beennweite, in der Fläche ist der Abbildungsmaßstab also 96% größer (420²/300²=1,96) . Man hat also ein Drittel mehr licht, verteilt das aber auf die doppelte Fläche. Die Flächenhelligkeit ist somit bei gleicher Belichtungszeit nur 70% so groß (1,361/1,96=0,694), nehmen wir davon den Kehrwert, ergibt sich, dass wir die 1,44 fache Belichtungszeit brauchen um die selbe Flächenhelligkeit zu bekommen. (1/0,694=1,44)
LG, Olli
 
Prima. Vielen Dank an alle. Dann werde ich mal einige Berechnungen anstellen. Hab ja auf unserer Sternwarte diverse Geräte zur Verfügung.
 
?
Welches grössere Bild?
Das Bild (der Bildausschnitt) ist bei 70/420 kleiner als bei 60/300..
CS
Der Bildausschnitt ist kleiner. Der Abbildungsmaßstab ist größer, nicht verwechseln.
Ein Objekt von Real 1° Größe, wird bei 300mm Brennweite 5,2mm groß abgebildet, bei 420mm ist es schon 7,3mm groß. Wenn der Sensor nun aber nur 6mm groß ist, passt im ersten Fall alles drauf, im zweiten Fall nicht.
 
Hallo Zusammen.

Generell könnte man sagen (bei gleichem Chip/Sensor):

Je kleiner die Blendenzahl (f/zahl) desto schneller belichtet (weniger Belichtungszeit).
Je größer die Öfnung (Objektivgröße), desto mehr Details werden sichtbar (Auflösungsvermögen).

Natürlich spielen noch andere Faktoren mit wie Over/Undersampling.
Aber nur von den Telsekopwerten her, denke ich passen die beiden Sätze.

Gruß
Markus
 
Hallo allerseits,

Bislang bezogen sich die meisten Kommentare auf die Darstellung flächiger Objekte, da kommt es in der Tat nur auf das Öffnungsverhältnis oder die Blendenzahl vom Objektiv an. Und für flächige Objekte wie Nebel und Galaxien ist die f/5 Optik schneller als die f/6 Optik. Die langsamere f/6 Optik muss (6/5)² = 1,44x länger belichten, um dieselbe Flächenhelligkeit auf dem Bildsensor zu bekommen.

Anders ist es bei der Darstellung von Punktlichtquellen, also Sternen. Da kommt es nur auf das Lichtsammelvermögen, also die Öffnung der Optik an:
Sterne sind mathematische Punkte. Wie viele davon du ablichten kannst, richtet sich ausschließlich nach der Öffnung des Teleskopes.
Nebel sind flächige Objekte. Wie gut sie abgebildet werden, richtet sich nach der Blende, also dem Öffnungsverhältnis.
Daraus folgt: Große Öffnung, viele Sterne, große Blende, schöne Nebel.
Insbesondere hängt dann die Grenzgröße von Sternen, die man mit einer Optik gerade noch wahrnehmen kann, einerseits von der Qualität des Himmels, aber insbesondere auch von der Öffnung der Optik ab:

m = m_0 + 5 log_10 (D/d)

dabei ist

m = Grenzgröße mit Optik

m_0 = Grenzgröße am Standort ohne Optik

D = Öffnung der Optik

d = Öffnung der Augenpupille

log_10 = gewöhnlicher Logarithmus zur Basis 10 (wie auf dem Taschenrechner)

In Zahlen, mit d = 6 mm und m_0 = 6 für einen dunklen Standort, bekommen wir

(a) für eine Öffnung von D = 60 mm

m = m_0 + 5 log_10 (D/d) = 6 + 5 log_10 (60/6) = 6 + 5 = 11,0

(b) für eine Öffnung von D = 70 mm

m = m_0 + 5 log_10 (D/d) = 6 + 5 log_10 (70/6) = 6 + 5,3 = 11,3

Die größere 70 mm Öffnung verschafft also eine etwas höhere Grenzgröße.

(c) Noch deutlicher wäre das natürlich mit einer erheblich größeren Öffnung, z.B. mit einem 12-Zöller (D = 300 mm):

m = m_0 + 5 log_10 (D/d) = 6 + 5 log_10 (300/6) = 6 + 8,5 = 14,5

Das pure Lichtsammlungsvermögen der Optik im Vergleich zum unbewaffneten Auge schafft hier also den beschriebenen Vorteil. Genaugenommen kommen auch noch andere Faktoren ins Spiel, wie die Vergrößerung, aber das sind sekundäre Effekte.

Gruß, Peter
 
Das pure Lichtsammlungsvermögen der Optik im Vergleich zum unbewaffneten Auge schafft hier also den beschriebenen Vorteil.
Peter, es gibt ja den viel zitierten Satz "...man wird im Teleskop eine leuchtende Fläche (Gasnebel, Galaxien, und auch den Himmelshintergrund, der immer eine Resthelligkeit hat) niemals heller wahrnehmen können als mit dem bloßen Auge." (Intes Micro MN 78 Deluxe)

Ich habe diesen Satz eigentlich nie wirklich verstanden. Ein Teleskop sammelt doch auch von jedem Punkt eines flächigen Objekts Licht. Man kann sich ja jede Galaxie als Menge an Lichtpunkten vorstellen (was sie ja auch ist).

lg
Niki
 
Solange eine Lichtquelle in ihrer Winkelausdehnung kleiner ist, als die Auflösungsfähigkeit der Optik, was bei Sternen der Fall ist, bekommt man in der Airy disk tatsächlich eine höhere Energiedichte, deshalb hat man bei größeren Teleskopen visuell auch eine größere Sterngrenzgröße, aber auch nur solange, wie die Airy Disk furch die Vergrößerung kleiner gleich dem Auflösungsvermögen des Auges dargestellt wird.
Bei Flächigen Objekten, welche in ihrer Winkelausdehnung größer sind als die Airy Disk, verhält sich das anders. Ein 70mm Teleskop sammelt 100 mal mehr Licht als die 7mm Augenpupille, aver bei der Mindestvergrößerung, die noch das komplette gesammelte Licht ins Auge bringt, 7mm AP, also 10x, wird diese 100fache Lichtmenge auch auf die 100fache Fläche vergrößert, die Energiedichte, also Helligkeit pro Fläche, bleibt also die Selbe. In der Realität sogar wegen Reflexions- und Transmissionsverlusten sogar weniger. Da die Auflösung der Stäbchen aber recht gering ist, ihre Empfindlichkeit aber recht hoch, sieht man trotzdem mehr.
LG, olli
 
Nein, denn dann müsste deine Augenpupille 14mm weit Öffnen, um das ganze gesammelte Licht aufnehmen zu können, wenn sie das aber täte, würde das 70mm Teleskop auch nur die 25fache Lichtmenge dieses Riesenauges sammeln, bei 5x Vergrößerung auf die 25fache Fläche verteilt, und wir sind wieder da, wo wir angefangen haben.
LG, olli
 
Zuletzt bearbeitet:
Wo wäre da ein Unterschied bei der Fotografie?
Wie oben schon implizit geschrieben: neben den Fragen der Helligkeit flächiger und punktförmiger Objekte bringt mehr Öffnung
auch mehr Auflösung zB. bei Trennbarkeit von Sternen.
Der Zusammenhang ist linear, dh. 70mm / 60mm bedeutet (theor.) 1/6 bessere Auflösung. (siehe de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Kriterium)

VG &CS - Frank
 
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