Brennweitenreduzierung durch eine Shapleylinse
von
Silvia Kowollik

letzte Änderung:
20.02.2008

Als Amateur hat man nicht immer die "Wunschbrennweite" für jedes Objekt. Abhängig vom Gesichtsfeld der Kamera (bzw. der Chipgröße) benötigt man kürzere oder längere Brennweiten.

Längere Brennweiten sind kein Problem - per Okularprojektion oder mit Barlow-Linsen lassen sich fast alle gewünschten Brennweiten aus der Originalbrennweite eines gegebenen Teleskopes erzeugen. Dabei wandert der Brennpunkt aus dem Okularauszug heraus, mit Verlängerungs-hülsen bekommt man das locker in den Griff.

Kürzere Brennweiten erzeugt man durch Verwendung einer Shapley-Linse. Dabei wandert der Brennpunkt in den Okularauszug hinein. Bei Newton-Teleskopen ist das problematisch. Der Brennpunkt des optischen Systems liegt hier normalerweise im letzten Drittel des meist sehr kurzen Okularauszuges.

Linsenteleskope haben einen längeren Bauweg beim Okularauszug - man muß ja auch bei Verwendung eines Zenitprismas noch das Okular scharf stellen können. Daher finden Shapley-Linsen meist bei Linsenteleskopen oder bei Cassegrainsystemen mit langem Verstellweg am Okularauszug Verwendung.

Erster Test mit einem Cassegrain-System f=10:

Um mit meiner DMK Bilder bei verschiedenen Brennweiten aufzunehmen, habe ich an einem Cassegrainsystem ( f=10 ) einen 1 1/4" Reducer (Faktor "0,5" von TS) aus meinem Fundus getestet. Zwischen Kameragehäuse und dem Adapter auf 1 1/4" wurden 5 mm Zwischenringe (pinke Farbe in der unten stehenden Zeichnung) eingeschraubt. Am Filtergewinde des 1 1/4" Adapters wurde der Reducer eingeschraubt. Scharf gestellt wurde durch Drehen am Okularauszug.



Als Maßstab für die Brennweite diente beim ersten Versuch Saturn.



Bei Verwendung von 3 Zwischenringen mußte ich den Filterschieber aus dem Strahlengang nehmen, ich konnte nicht weiter in den Okularauszug hineinfahren.

Beim nächsten Versuch habe ich den Okularauszug vor dem Versuch umgebaut (die Verlängerungshülse entfernt, mit der ich visuell mit dem 40 mm Okular beobachte) und keinen Filterschieber im Strahlengang plaziert. Als Maßstab diente mir dann der Krater Aristillus, der an diesem Abend zur Hälfte ausgeleuchtet war.

Diesmal konnte ich bis zu 5 Zwischenringe ( = 25 mm Abstand zwischen Kameragehäuse und 1 1/4" Adapter ) verwenden, ehe ich mit dem Okularauszug am Anschlag war und nicht mehr scharf stellen konnte.

Aus diesen 2 Testserien habe ich jeweils den Durchmesser bestimmt (Pixel abgezählt und auf die Brennweite umgerechnet), anschließend habe ich die Meßpunkte in ein Diagramm eingetragen:

 
Anzahl Ringe:   Reduzierfaktor:
     
0   0,625
1   0,575
2   0,531
3   0,450
4   0,425
5   0,375

Selbst bei Verwendung von 5 Zwischenringen habe ich bei den Aufnahmen am Mond keine Randverdunkelung festgestellt, ob Sterne bei dieser Abbildung bereits "Fähnchen" haben, muß ich in einem weiteren Test überprüfen...

Test am Newton f=5:

Der nächste Test erfolgte an meinem 8" Newton f=5. Hier konnte ich wegen sehr kurzem Backfokus jedoch nur den Reducer ohne weitere Zwischenringe einsetzen. Ich nahm ein AVI im Fokus bei 1000 mm und ein AVI mit dem Reducer auf. Beide AVI´s wurden berechnet und vermessen. Der Einsatz des Reducers ergab eine Brennweite von 625 mm Brennweite.

Zwischen dem Cassegrainsystem und dem Newton gab es keinen Unterschied im Reduzierfaktor bei Verwendung des Reducers ohne Zwischenring.

Test am 4" Refraktor f=5:

Abschließend testet ich noch mit meinem Fraunhofer Refraktor 100/500 das Gesichtsfeld mit bis zu 4 Zwischenringen. Bei Verwendung von 3 Zwischenringen zeigte sich in den Ecken sowie an der linken Seite des Gesichtsfeldes bei starker Kontrastanhebung eine schwache Vignetierung und die Sterne im äußeren Bereich bekamen leichte Fähnchen.
Bei Verwendung von 4 Zwischenringen zeigte sich die Vignetierung bereits bei schwächerer Kontrastanhebung und die Sterne im äußeren linken Bereich wurden eiförmig.
 
  ohne Reducer (500 mm Brennweite)
     
  Reducer ohne Zwischenring (312 mm Brennweite)
     
  1 Ring (287 mm Brennweite)
     
  2 Ringe (265 mm Brennweite)
     
  3 Ringe (225 mm Brennweite)
     
  4 Ringe (212 mm Brennweite)

Da der Orionnebel im Lauf des Tests (2,5 Stunden) immer weiter Richtung Horizont wanderte, wurde die erzielbare Schärfe im Verlauf des Tests immer schlechter...
 
Nach der Berechnung und dem Ausmessen der Test-AVI´s ergaben sich die selben Reduzier-werte wie beim Cassegrain-System. Daraus schließe ich, daß der einzig wichtige Faktor zur Brennweitenverkürzung der Abstand zwischen Reducer und Chipoberfläche ist. Welche Bauweise das Teleskop besitzt, das in der Brennweite reduziert werden soll, scheint keine Auswirkung auf den Reduzierfaktor zu haben.

 

 


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