Sterntest: sphärische Aberration / Gaußfehler an den Beugungsringen erkennen ?

  • Hallo,


    ich habe mein Refraktorobjektiv neu justiert, weil ich den OAZ neu eingestellt habe, da er locker war.


    Deshalb habe ich dann heute abend einen Sterntest an Arkturus gemacht. Mit dem 4 mm orthoskopischen Okular. Dieses bringt eine Vergrößerung von 225-fach an meinem f/9 Refraktor, was schon eine sehr hohe Vergrösserung ist (mehr als 2x Objektivdurchmesser). Die Austrittspupille ist 0.45 !


    Den Fokus bei einer so hohen Vegrößerung zu finden, ist normalerweise nicht so einfach. Aber da der Mond in der Nähe war, konnte ich an den Mondkratern 100% scharfstellen und dann das Teleskop, ohne den OAZ zu berühren oder zu verstellen, einfach auf Arkturus schwenken.


    Zu meiner Überraschung sah ich nicht nur einen, sondern 3 Beugungsringe. Ich war natürlich sehr zufrieden.


    Da man allgemein aber immer nur von einem Beugungsring hört, ging mir - nach dem Abbau des Teleskops - dann doch durch den Kopf, daß ja die sphärische Aberration / der Gaußfehler im Fokus Lichtenergie vom Zentrum des Airy-Scheibchens in die Beugungsringe verschiebt.


    Auf Cloudynights habe ich dann diesen Thread gefunden: https://www.cloudynights.com/t…w-many-diffraction-rings/

    ... Leider habe ich aber nicht darauf geachtet, ob die Ringe gleichhell waren oderdie äußeren schwächer waren.


    Ich werde das morgen nochmals überprüfen.


    Habt ihr Erfahrungen damit ?


    Was ich aber - auch im Hiblick darauf, daß man immer nur von einem Beugungsring spricht - sagen wollte ist, daß die Helligkeit des ersten / der mehreren Beugungsring(e)s IM FOKUS (wohl nicht deren Anzahl, diesbezüglich kommt der Cloudynights-Thread zu keinem klaren Schluß) offenbar ein Gradmesser für die sphärische Aberration / den Gaußfehler sein kann. ... Und das könnte dann jeder an seinem Teleskop testen !


    Klare Nächte

  • Hallo,


    Kurzgefasst meine Erkenntnisse von heute abend, weil ich muß erst mal das Objektiv noch mal nachkollimieren.


    (1) Das Seeing war heute schlechter als gestern, habe das schon an der Feuchtigkeit gemerkt, als ich auf die Terrasse trat.


    (2) Um die Beugungsringe zu sehen, muß man wirklich hoch vergrössern (2x Objektivdurchmesser); bei meinem 100 mm Objektiv ein 4 mm orthoskopisches Okular (225x). Mit dem 8 mm Televue Plössl (112x) sah ich sie nicht.


    (3) Ich habe wieder mindestens (!) 3 Beugungsringe gesehen, da waren aber noch mehr.


    (4) Die Ringe waren komplett zu sehen und auf der einen Seite (links) sehr fein, wie sie sein sollten. (Es gibt ja im Prinzip undendlich viele Beugungsringe, nur werden die immer schwächer, je mehr man nach außen geht und sind irgendwann nicht mehr sichtbar; siehe dazu den gestrigen Link zu Cloudynights, Beitrag Nr. 16, wo "daquad" den theoretischen Abfall der Helligkeit der Ringe in Stern-Magnituden umgerechnet hat (für einen 6 Zoll Refrakor).


    (5) Aber auf der anderen Seite (rechts) waren zumindest die ersten beiden Ringe ziemlich dick und zu hell. Daran habe ich erkannt, daß die Kollimation des Refraktors noch nicht 100ig ist.


    (5) Ich kann deshalb aufgrund der Beugungsringe allein noch keine Aussage dazu machen, ob eine Verschiebung von Helligkeit in die Beugungsringe (Gaußfehler /sphärische Aberration) stattfindet.


    (7) Aber es gibt ja noch die Sternscheibchen intra- und extrafokal. Ich habe mal mit dem Handy ein paar Bilder gemacht und die 3 besten herausgesucht. Die Bilder haben allerdings mit dem, was man tatsächlich sieht, absolut nichts zu tun. Vorallem was die Farben anbelangt.


    (8) Aber man sieht wenigstens die Farben am äußersten Rand der Sternscheibchen. Intrafokal grün Blaurot (oder violett) außen (= vor dem Fokus) und extrafokal Rot und Blau Grün außen (hinter dem Fokus). Man kann auch so halbwegs erkennen, daß die Farben im Zentrum der Scheibchen = (näher beim Fokus) genau umgekehrt sind. Das ist die richtige Farbverteilung bei einem Achromaten. [Blau = Korrektur, siehe weiter unten im Thread, besonders Beitrag Nr. 6 (am Ende)].




    (9) Und man sieht [ich verstehe nicht, warum das auf den Handy-Bildern andersherum ist; siehe Beitrag Nr. 6 weiter unten] auch die Überkorrektur (sphärische Aberration): die Sternscheibchen sind nicht exakt gleich. Extrafokal deutliche Ringe (mit dem Auge sieht man zusätzlich unterschiedliche Farben), intrafokal sieht man - jedenfalls auf dem Foto - keine Ringe (mit dem Auge aber schon, wenn sie auch nicht so klar abgegrenzt sind , wie extrafokal) und auch die "Ausgefranstheit" am äußeren Ring. (Daß das intrafokale Bild so eine "Ecke" nach rechts hat, liegt wohl an der Luftunruhe; vielleicht auch an der nicht 100%igen Kollimation).


    (10) Es ist mir nicht gelungen, die Beugungsringe im Fokus zu fotographieren. Das ist aber anscheinend - jedenfalls am natürlichen Stern - auch praktisch unmöglich (Luftunruhe).



    ...................intrafokal...............................................Fokus..........................................extrafokal


    Gruß

  • Hallo Christian,


    gute Idee ! Geht das mit den Handy Aufnahmen ?

    (Da habe ich gar nicht dran gedacht. Oh, da habe ich ja was zu tun: :S !)


    An alle,


    (die vielleicht nicht wissen, was der Roddier-Test ist).


    Ich habe hier mal - unter Mithilfe von Christian und mit Bildern von Wolfgang - eine deutsche Anleitung zu dem französischen Programm geschrieben, ohne es aber selbst mit eigenen Fotos ausprobiert zu haben (nur mit den "geliehenen" Fotos):


    Eigener Strehl-Test ?!: deutsche Anleitung zu WinRoddier


    [Habe ein paar Links repariert und WRFITS (= zur Umwandlung des Fotoformats in *.fits) neu zu Filehorst hochgeladen, da der Download bei der Yahoo-Gruppe eine Registrierung erfordert; bitte seht Euch auch den Edit von heute unter dem letzten Bild in dem Roddier-Anleitungsthread an].


    Sternengrüße vom

  • Mit Handyaufnahmen wirds nicht funktionieren. Du brauchst eine Kamera ohne Objektiv. Am besten eine monochrome Videokamera mit quadratischen Pixeln.

    Eine DSLR oder Systemkamera mit T-Ring könnte auch funktionieren. Alternativ könntest auch in eine günstige Astro-Farbwebcam investieren.

    Unbedingt vorher mit WRCALC die nötige Defokusierung bestimmen.

    Alles Weitere steht in der Anleitung. z.B. Stacken des Videos und Auswertung mit Winroddier.

    Das künstliche Interferogramm kannst übrigens auch noch mit OpenFringe auswerten.

  • Hallo Christian,


    danke für Deine Hinweise. Das ist aber schon ein Aufwand, weil ich muß ja zusätzlich zur Kamera noch einen Laptop haben (habe nur einen uralten MACBookPro aus meiner Arbeitszeit, den jetzt außerdem meine Frau in Beschlag genommen hat und auf dem läuft WRCALC ja nicht). ... Ich denke, ich werde es einfach mal mit dem Handy probieren (Größe des Sternscheibchens = pi mal Daumen, möglichst viele Ringe, also Fokalabstand weit außen, dann ein kurzes Video laufen lassen). Und stacken kann ich nicht ;(!


    ***


    Was mir aber jetzt erst auffällt, bei den Sternbildchen (Handyaufnahmen) von oben, ist, daß bei einem Achromaten der grüne äußere Rand (und die violette Farbe innen) ja eigentlich extrafokal sein müßte und der blaurote äußere Rand (und die grüne Farbe innen) intrafokal.


    Siehe:

    ..........

    ..........

    .........UND


    Ich zitiere mal aus diesem dem zweiten Beitrag:


    "Und damit sind wir beim Sekundären Spektrum, das alle Linsen-Teleskope haben. Das heißt, die Spektral-Farben Blau, Grün, Gelb und Rot haben nicht ein und denselben Fokus, sondern liegen hintereinander in folgender üblichen Anordnung:


    Bei FH-Optiken Grün+Gelb danach Blau+Rot".


    [Anm: Also, wenn wir intrafokal sind, ist Blau und Rot noch VOR DEM FOKUS, also AUSSEN, und nicht nahe beim Fokus; extrafokal ist Grün schon AUS DEM FOKUS, also am Rand des Sternscheibchens, während Rot-Blau noch innen ist.


    Und (das Zitat geht weiter)]:


    "Bei APO's GRün+Gelb+Blau danach Rot,


    bei Takahashis das Blau manchmal zuerst.


    Die Anordnung findet man aber immer in meinen Berichten. Daß Rot nach hinten gelegt wird hat den Grund, weil man es nachts am wenigsten gut wahrnimmt, was bei Blau schon wieder anders ist. Wenn eine einzelne Farbe, meist Rot oder Blau, zu weit weg von den übrigen Farben liegt, wird sie ebenfalls gut wahrgenommen, auch bei sehr guten APO's".


    .......UND

    Hier noch eine Zeichnung von mir aus dem "Zwei f/9 Achromaten Thread" (Seite 2):






    Habe ich also die Bezeichnung der Bilder verwechselt ?


    Ich bin mir aber 100% sicher, daß ich mit den Augen die Ringe extrafokal besser sehe. Die sind aber auf allen Bildern (habe noch mehr auf meinem Handy) aber da, wo der äußere Ring blau-rot oder - von mir aus - violett ist ??? Und intrafokal sehe ich keine Ringe. ... Also - was die Ringe anbelangt - genau umgekehrt (siehe Beitrag Nr. 6) wie unter den Handy-Bildern bezeichet.


    Also jetzt mal einfach nur logisch: Spinnen jetzt meine Augen oder die Handy-Kamera ?



    ... ... ... oder liegen bei meinem neuen Objektiv (was wirklich gut zu sein scheint, ich bestreite es nicht) tatsächlich Blau und Rot VOR Grün ?



    Gruß

  • Hallo,


    bei uns zieht es wolkenmäßig im Moment jeden Abend zu, auch wenn es tagsüber große Lücken gibt. Deshalb komme ich noch mal theoretisch auf das urspüngliche Thema des Threads zurück: Sphärische Aberration (Gaußfehler) und Beugungsringe im Fokus.


    Ich habe jetzt einen Beitrag von Uwe Pilz gefunden, wo gezeigt wird, daß mehrere Beugungsringe im Fokus tatasächlich eine Hinweis auf sphärische Aberration (Über- / Unterkorrektur) sind: https://www.sternfreunde-muens…pdf/sterntestTeleskop.pdf(Seite 5). Also gibt es gleich zwei Hinweise auf den Gaußfehler: 1. unterschiedlich "schöne" Sternscheibchen intra- und extrafokal und 2. mehrere Beugungsringe (anstatt einem) um den fokussierten Stern.


    Was mein Objektiv anbelangt, so konnte ich wegen des Wetters die Frage mit dem blauroten / grünen Rand intra- und extrafokal noch nicht aufklären. Ich habe aber mal Fred Lamothe von Surplus Shed angeschrieben [wo ich das Wollensak Objektiv gekauft habe; ... er macht regelmäßig "Sales" und da gibt es die Optiken dann - z.T. deutlich - günstiger ;) - (Newsletter abonnieren ??? - will aber keine Schleichwerbung machen)], ob er mir weitere Informationen zu dem Objektiv zukommen lassen kann. Er wußte aber auch nicht mehr, als daß es aus China stammt.


    Hier ist seine Antwort:

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    Hi Rudi,


    Thanks for your feedback. Very much appreciated.

    You are correct in that the Wollensak factory closed years ago. We purchased the rights to the Wollensak trade mark and it is one of our Registered Trademarks. As Wollensak is known for high quality, we only put the Wollensak mark on optical items that are of known high quality. The Wollensak objective you purchased is made by one of the high quality optical factories in China. However, we don’t have the additional specs you requested.

    Thanks again and have a great week.


    Best Regards,

    Fred Lamothe

    Surplus Shed

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    Werde - wegen des Wetters - wohl meinen künstlichen Stern rausholen; ... und in 15 m Entfernung im Garten aufbauen un dann aus der trockenen Garage heraus testen.


    Das mit dem Rot und Blau vor Grün, kann ja fast nicht sein: Ich habe hier eine Tabelle von Wolfgang mit der Farbreihenfolge einer ganzen Reihe von Refraktoren gefunden, wobei die oberen alle APOs und keine Achromaten sind (Achromaten erst ab Rest-Chromaise-Wert von 4 und größer), und nur ein einziger (, dazu noch ein APO) hat Rot und Blau vor Grün, ein TMB-APO:



    [Zum Verständnis: es handelt sich um die Reihenfolge der blauen (=F), grünen (=E), gelben (=D) und der roten (=C) Fraunhofer-Linien im Spektrum, die man sich mit folgender Eselsbrücke merken kann:



    ...................................................................Fraunhofer......eliminierte...................die...................................Chromasie... ]




    ...


    Edit 21/5/2019: Ok, ich habe gerade am künstlichen Stern überprüft; der grüne Außenring am Sternscheibchen ist extrafokal, der rot-blaue intrafokal, wie das am "e,d,F,C" - Achromaten sein muß. Die deutlichen Ringe im Sternscheibchen sind extra, intra sind sie schwer zu sehen. Die Ringe im Fokus sind jetzt schön gleichmäßig (perfekte Kollimation), aber es sind mehrere. Also sphärische Überkorrektur (die Linsen müßten eigentlich weiter auseinander). Aber das wußte ich ja schon von den unterschiedlich "schönen" Sternscheibchen.


    [Hat man dagegen "schöne", oder besser gesagt, deutlichere Ringe intrafokal, und (eigentlich) "Mist" extrafokal, so hat man sphärische Unterkorrektur; die Linsen müßten eigentlich näher zusammen].


    ... Ich habe nicht die leisteste Ahnung, warum die Handykamera die Ringe innerhalb des Sternscheibchen auf der - falschen - Seite zeigt, wo der blaurote Außenring ist (oben Beitrag Nr. 2) ... ??? ... Aber da vertraue ich dann doch lieber meinen Augen !



    Gruß

  • Hallo,


    Noch zur Information (Erfahrungsbericht):


    Ich habe versucht, mit - neuen - Handy (!) Bildern am künstlichen Stern das Programm WinRoddier laufen zu lassen. Dazu habe ich den Fokus auf dem Fokussierrad mit flüssigem Tipp-Ex markiert (siehe Bild) und dann das Rädchen am Okularauszug genau 20 Minuten (also auf 4 Uhr und auf 8 Uhr) nach rechts, bzw. links gedreht, und dann Bilder gemacht.



    Aber es gab viele Probleme:


    Da ich bei Tageslicht gearbeitet habe, und ja nicht im Fokus war (extra- / intrafokal), hat die blöde Handykamera immer versucht auf andere, schärfere Dinge zu fokussieren, z.B. auf die Latte, an der meine Taschenlampe befestigt war. Dann habe ich den Deckel eines Schuhkartons gnommen, ihn innen schwarz ausgekleidet und auch noch an die Latte genagelt. Siehe Bild.



    Aber es gab immer noch viel zu viel Streulicht. ... Und 15 m (um in den Fokus zu kommen), bekomme ich innerhalb meiner Garage oder des Hauses nicht auf die Reihe.


    Außerdem war das "Gewabere" der Luftunruhe (das "Ziel" = der künstliche Stern, war nur ca 1m 50 über dem Boden) sehr heftig, stärker als am Sternhimmel am echten Stern.


    Als ich dann WinRoddier laufen gelassen habe, zeigte es nur am Rande ein (farbiges) Wellenfrontbild, in der Mitte war nichts (wie wenn es sich um ein obstruiertes System handeln würde). ... ... ...


    Also ich will nicht völlig ausschließen, daß es mit dem Handy funktionniert, ... aber dann sollte man es machen, wenn es dunkel ist. ... Aber dann kann man es genausogut auch am echten Stern machen.


    Also Fazit:


    (1) WinRoddier funktioniert / läuft auch mit Handybildern, ... aber, ob die Qualität reicht, um aussagefähige Werte zu erhalten, muß ich noch bei Dunkelheit testen. Ich werde dies wohl mal am echten Stern probieren (am Polarstern, der sich kaum bewegt, da ich am Refraktor eine azimutale Montierung habe). ... Aber im Moment habe ich erst mal keine Lust mehr.


    (2) Vom künstlichen Stern bin ich zwar visuell überzeugt (ich sah die Beugungsringe im Fokus am hellichten Tage schon mit dem 8 mm Plössl; Vergrösserung ca. 1x Objektivdurchmesser), fotografisch aber erst mal weniger.


    Clear Skies

  • Hallo,


    ich habehier (Seite 7, erster Eintrag von Gerd Nr. 2) noch eine - mögliche - Erklärung dafür gefunden, daß das Handy etwas komplett anderes zeigt, als meine Augen:


    "EDs zeigen im Weißlicht beim Sterntest immer unterschiedliche Scheibchen, das liegt daran das hier der Gaußfehler die Sache überlagert.Also nicht irritieren lassen.

    Schaut man dann aber mal durch zeigen sie trotz unterschiedlicher Scheibchen beim Sterntest im Weißlicht knackscharfe Bilder und vor dem I-Meter erreichen sie bei Grün auch sehr hohe Strehlwerte.Natürlich vorausgesetzt es liegen auch sonst keine nennenswerten anderen Fehler vor.Möchte man die SA eines EDs im Sterntest beurteilen ist ein Test mit Grün Filter geringer Bandbreite zb. Solar Continuum nötig".


    ... ... Sollte ich jetzt tatsächlich einen ED erwischt haben ?


    Gruß