Die Antwort von @antlersoft beschreibt einige der Herausforderungen beim Erkennen von Details in der kleinen Marsscheibe in kleinen Amateurteleskopen. Im Fall von Spiegelteleskopen wird die Verwendung entweder eines außeraxialen Parabolspiegels oder einer außeraxialen Aperturmaske auf einem Standard-Newton erwähnt, um eine klare, ungehinderte Sicht zu erzeugen.
Die Antwort verlinkt auf einen kurzen Artikel auf der Amateurteleskop-Website BBAstroDesigns mit dem Titel Off-Axis Masks: Light Reduction and Resolution
Wenn ich die Erklärung richtig verstehe, schließt die Off-Axis-Maskierung neben der Lichtreduzierungsfunktion den Sekundärspiegel und die Halterung aus, wodurch gebeugtes Licht entfernt wird.
Ich bin etwas überrascht, dass für Amateure auf der Erde diese Beugung durch einen Newton- oder Cassegrain-Sekundärspiegel und Stützen wirklich einen Einfluss auf die Auflösung von kleinen ausgedehnten Objekten wie dem Mars haben würde. Das Beispiel im Artikel ist ein 16-Zoll-Teleskop. Ich hätte gedacht, dass das Sehen die Einschränkung wäre, aber vielleicht ist für helle Objekte ein kleinerer Durchmesser (1/3 bis 1/6 der vollen Öffnung) tatsächlich besser?
Ist es möglich, die Physik/Optik hinter der Verwendung von Off-Axis-Aperturen zur Verbesserung der Auflösung zu erklären, wie in diesen Links beschrieben?
Lässt sich dies wenn möglich mit etwas Mathematik quantitativ und überzeugend demonstrieren?
Die überwiegende Mehrheit der Menschen – eigentlich fast jeder – sollte sich nicht täglich darauf verlassen. Die Chancen sind überwältigend, dass sie die Leistung ihrer Instrumente reduzieren. Es sind so viele Variablen beteiligt, und es hängt von so vielen Faktoren ab, dass ein wahrscheinliches Ergebnis eine schlechtere Leistung ist.
Der Link führt zu einer von Mel Bartels gepflegten Seite. Mel ist ein sehr erfahrener Beobachter und Teleskopbauer mit Hunderten, wenn nicht Tausenden von Stunden hinter dem Okular. Er hat genug praktische Erfahrung, um allein durch die Betrachtung des Gesamtbildes, der Form und Größe der Airy-Scheibe und der Beugungsfigur genau zu sagen, in welcher Weise das Verhalten des Teleskops von Änderungen beeinflusst wird.
Die Auswirkungen von Fangspiegel und Spinne sind ein viel missverstandenes Thema. Sie werden auf viele starke Meinungen zu diesem Thema stoßen, die nicht viel Grundlage in der Realität haben.
Die Spinnenflügel erzeugen, wenn sie gerade sind, jeweils zwei Spikes, diametral gegenüberliegend, senkrecht zur Länge des Flügels. Eine 3-flügelige Spinne macht also 6 Stacheln. Eine 4-Flügel-Spinne macht 8 Stacheln, aber zufällig zwei mal zwei (sieht aus wie 4 hellere Stacheln). Wenn die Lamellen gekrümmt sind, ähnelt die Beugungsfigur eher einer schwachen, diffusen Wolke.
Durch die Verwendung einer Lochmaske können also die Stacheln aufgrund der Spinnenfahnen entfernt werden. Aber wird es das Bild "besser" machen? Spikes spielen aus praktischer Sicht keine Rolle. Wenn eine Spitze eine der Komponenten eines Doppelsterns blockiert, drehen Sie einfach das Zielfernrohr. Und das theoretische Auflösungsvermögen wird verringert. Schließlich verwenden Sie eine kleinere Blende.
Der Sekundärspiegel erhöht die Größe der Beugungsfigur. Die Airy-Scheibe und das erste Minimum werden im Durchmesser größer – ebenso wie die restlichen Ringe. Dies führt zu großer Verwirrung, da einige behaupten, dass obstruierte Teleskope (Spektive mit einem Sekundärspiegel) den ungehinderten Designs wesentlich unterlegen sind – dies ist nachweislich falsch.
Einfache Faustregel: Wenn D der Durchmesser der Primärseite und d der Durchmesser der Sekundärseite ist, dann ist die Leistung eines versperrten Zielfernrohrs vom Auflösungsvermögen (Hochfrequenzkomponenten) äquivalent zu einem nicht versperrten Instrument Blende D - d. Dies ist keine genaue Formel, aber es ist nah genug. Ein 300-mm-Reflektor mit einem 60-mm-Sekundärspiegel hat bei Planetenbeobachtungen ungefähr die gleiche Detailgenauigkeit wie ein 240-mm-Instrument ohne Hindernisse.
Es gibt Fälle, in denen Sie nahe Doppelsterne beobachten, und es wäre großartig, wenn einer der Sterne in das Beugungsminimum des anderen, helleren Sterns direkt außerhalb der Airy-Scheibe fallen könnte. Manchmal kann man das mit einer Lochmaske machen.
Der Artikel von Mel Bartels macht einen wichtigen Punkt, und ich wünschte, er hätte ihn mehr betont: Die Lochmaske sollte nur bei niedriger oder mittlerer Vergrößerung verwendet werden. Mit anderen Worten, wenn Sie sowieso vorhaben, eine niedrige oder mittlere Vergrößerung zu verwenden, kann die Lochmaske in einigen seltenen Fällen nützlich sein. Es macht NIEMALS Sinn, eine Aperturmaske bei hoher Vergrößerung zu verwenden - es ist, als würde man ein Teleskop über seine maximal nutzbare Vergrößerung hinausschieben, und das Ergebnis ist nur ein verschwommenes Durcheinander.
Der verlinkte Artikel erwähnt auch das Thema Helligkeit. Einige Beobachter behaupten, dass der Mond in einem Teleskop zu hell ist. Mel Bartels sieht dies als Gelegenheit, eine Lochmaske (wieder NICHT bei hoher Vergrößerung) zu verwenden. Andere verwenden Mondfilter – Filter mit neutraler Dichte, die den einfallenden Lichtstrom reduzieren.
Hier gibt es eine dritte Denkschule. Werden Sie nicht dunkeladaptiert, während Sie den Mond beobachten. Beobachten Sie den Mond nicht von einem dunklen Ort aus. Beobachten Sie es mit eingeschalteten Lichtern um Sie herum, wie vom Bürgersteig einer gut beleuchteten Straße aus. Das ist, was ich und andere wie ich tun. Plötzlich ist der Mond nicht mehr zu hell. Die Leistung des Teleskops wird nicht durch die Aperturmaske begrenzt, und Sie können mit hoher Vergrößerung hineinzoomen, um kleine Details von Kratern und Bergen zu beobachten. Und Ihre Augen arbeiten in ihrem optimalen Regime, wenn die Pupille nicht vollständig erweitert ist.
Die Oberflächenhelligkeit ausgedehnter Objekte nimmt in einem Teleskop niemals zu, sie scheint nur zuzunehmen. Tatsächlich nimmt sie immer ab. Der Mond scheint zu hell, weil Sie dunkelangepasst sind – aber in Wirklichkeit ist er ziemlich blass.
In einem anderen Fall wird das Bild durch eine Lochmaske nachweislich verbessert. Dies ist der Fall, wenn der Hauptspiegel starke Defekte in der Nähe des Umfangs aufweist, wie TDE (turned down edge), ein Defekt, der sowohl recht häufig (bei massengefertigten Instrumenten) als auch sehr leistungsschädlich ist. Ein Oszilloskop mit starkem TDE hat ein schlechtes Auflösungsvermögen und einen schlechten Hochfrequenzkontrast. Manchmal ist es so schlimm, dass sogar eine Aperturmaske kleiner als D/2 die Leistung verbessert.
Die Lösung ist hier nicht die Lochmaske, sondern das Abkleben des Perimeters. Machen Sie einen Ring mit einem etwas kleineren Innendurchmesser als die Öffnung und legen Sie ihn dauerhaft auf den Spiegel, um die defekte Kante abzudecken. Blende etwas verkleinert, aber jetzt ist die Optik über die ganze Fläche gut.
Noch ein Fall: Nehmen wir an, das Seeing ist so schlecht, das Bild wackelt wie ein riesiger, verschwommener Geleehaufen. Auf keinen Fall werden Sie eine hohe Vergrößerung verwenden. Sie arbeiten mit niedriger bis mittlerer Vergrößerung. Wenden Sie nun die Lochmaske an. Ist das Bild besser?
Objektiv ist die Antwort nein. Wenn Sie glückliche Bilder mit einer Kamera machen, ist es immer noch besser, die Blende in Ruhe zu lassen, und mit etwas Glück werden Sie ein paar Bilder aufnehmen, bei denen die Detailauflösung ziemlich gut ist.
Aber das menschliche visuelle System ist seltsam. Manche Leute verzichten lieber auf die höhere Leistungsgrenze und entscheiden sich stattdessen für ein Bild, das als glatter und stabiler empfunden wird. Persönlich lasse ich lieber eine geringe Vergrößerung und lasse die Blende in Ruhe, aber nicht alle sind gleich.
Auch optisch, wenn man die Blende nicht abdeckt, wird das Sehen manchmal kurzzeitig besser, und man sieht kleine Details für eine Weile. Mit einer Lochmaske werden Sie diese vermissen.
Aber das ist eine subjektive Sache, es ist nichts, was objektiv gemessen werden kann, außer als eine Studie der Psychologie der visuellen Wahrnehmung.
Wenn Sie mit der Lochmaske experimentieren möchten, tun Sie es auf jeden Fall. Aber seien Sie sich der vielen, vielen Fallstricke hier bewusst. Es ist keine Wunderwaffe. Es ist nicht die Lösung für alle Probleme der Menschheit. Es ist nur ein Trick, der manchmal funktioniert, in einem ziemlich engen Bereich von Anwendungsfällen.
äh
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