Energieeintrag ins Auge bei Verwendung von Herschelprisma mit Graufilter

  • Mir steht neben der Baader-Sonnenbeobachtungsfolie ein Herschelprisma von Baader zur Verfügung, in dessen Gehäuse ein ND3-Graufilter eingebaut ist. Ich verwende es an einem Apochromaten mit 130 mm Öffnung. Mein Ziel war abzuschätzen, wie viel Stahlungsleistung damit ins Auge eintreten kann (falls Austrittspupille < Augenpupille).


    Dipl. Ing. Peter Höbel hat das ND3-Graufilter von Baader auf spektrale Durchlässigkeit vermessen und das Ergebnis in www.sonnen-filter.de veröffentlicht. Man sieht, dass im IR-Bereich die Durchlässigkeit des Filters im Intervall 800 - 1400 nm vorzüglich niedrig ist, aber über 1400 nm monoton zunimmt. Die spektrale Intensität der Sonnenstrahlung nimmt, grob betrachtet, im IR-Bereich mit der Wellenlänge ab. Wie wirkt nun beides zusammen und wie viel Strahlungsleistung trägt insbesondere der IR-Anteil bei, der keinen Sinnesreiz erzeugt und den man durch die Helligkeitswahrnehmung im Okular nicht abschätzen kann.
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    Dazu habe ich das Normspektrum der Sonne für AM1,5 laut ASTM (Quelle: http://rredc.nrel.gov/solar/sp…1.5/ASTMG173/ASTMG173.xls) mit der Durchlässigkeit des Graufilters überlagert. Das Ergebnis sieht man in der folgenden Abbildung. Die rote Kurve stellt die Strahlungsdichte der Sonne gemäß ASTM dar. (dazu linke y-Skala). Blau dargestellt ist die Strahlungsdichte hinter dem Graufilter - ohne Fernrohroptik (abzulesen auf der rechten y-Skala). Für Wellenlängen über 2,5 µm lagen mir keine Daten über die Durchlässigkeit des Graufilters vor. (Da die Transmission der Gläser, die in Refraktoren verwendet werden, für λ > 2 µm abnimmt (ausgenommen CF2), dürfte man diesen Anteil vernachlässigen können.)
    astro-foren.de/wcf/index.php?attachment/5593/
    Schon mit Augenmaß erkennt man, dass die totale Stahlungsdichte über alle Wellenlängen erheblich größer ist als der Anteil, der auf den sichtbaren Wellenlängenbereich von 350-750 nm entfällt. Integriert man die blaue Kurve über alle erfassten Wellenlängen, so erhält man als totale Strahlungsdichte hinter dem Filter 1,54 W/m². Der Anteil des sichtbaren Lichts daran beträgt 0,38 W/m², also nur 24%. Rechnet man die Dämpfung eines Herschelkeils noch hinzu, die recht gleichmäßig über alle Wellenlängen ist, sind es noch 71 mW/m² total, bzw. 17 mW/m² im Sichtbaren. Diese Werte sind gerechnet ohne Optik, beziehen sich also auf den Teleskopeingang. Mit der Eingangsapertur der Optik multipliziert hat man die Leistung, die ins Teleskop eintritt. Mit meinem 130 mm-Objektiv beispielsweise sind das 0,94 mW Gesamtstrahlung, davon 0,23 mW sichtbares Licht. Glasverluste in Objektiv und Okular vernachlässigt, tritt diese Leistung auch ins Auge.


    Zu physiologischen Auswirkungen von IR-Strahlung mit λ > 1,5 µm auf das Auge habe ich nirgendwo Information gefunden. Mir ist auch nicht bekannt, wie durchsichtig Hornhaut, Augenlinse und Glaskörper für diese Strahlung sind. Damit ist unklar, wie viel IR-Leistung noch auf die Netzhaut trifft. Ein aufschlussreicher Vergleich wäre die Exposition bei geschlossenen Lidern mit dem Gesicht der Sonne zugewandt ("Sonnenanbeten"). Damit jedenfalls wird das Auge nicht nur recht gut fertig, man fühlt sich auch ganz wohl dabei.


    Gruß von Heinrich