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THEMA: Hi! Ich will dazu lernen

Hi! Ich will dazu lernen 01 Jul 2017 10:33 #16444

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Hi! Ich bin gerade mit der Schule fertig, 16 Jahre alt, und meine Hobbies sind Tennis, Ferngesteuerte Hubis und Mädchen. So ungefähr in dieser Reihenfolge.
Nun habe ich ein kleines Fernrohr gekriegt und will erst mal versuchen die Jupitermonde zu sehen. So wie Galilei vor ein paar Jahrhunderten.
Und da habe ich schon eine Frage. Ich weiß nicht ob hier jemand so was weiß. Im Beiheft stand, dass ein Fernrohr umso schärfer sieht, desto größer seine Linse ist. Ich dachte immer, je größer die Linse ist, umso mehr Licht kommt rein und deswegen kann man auch lichtschwache Sterne sehen. Aber das mit der Schärfe? Ich bin leicht weitsichtig. Wenn ich draußen im Sonnenschein lese brauche ich keine Lesebrille, weil meine Pupillen weiter zu machen und ich dann schärfer sehe. Da ist es genau umgekehrt. Kann mir jemand diesen Widerspruch aufklären. Da wäre ich echt dankbar.
Grüße Topspi.

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Betreff des ThemasRelevanzDatum des letzten Beitrages
Von einem, der auszog, das Fürchten zu lernen6.82Mittwoch, 28 Juni 2017

Hi! Ich will dazu lernen 01 Jul 2017 17:34 #16453

@to whom it may concern : bin nicht unglücklich, wieder freigeschaltet zu sein. Werde sehr genau überlegen, wem und was ich schreibe.

@Topspi
Nur zu mit deiner Wissbegier!
Kein Widerspruch! Für das Sehen draußen mit verengter Pupille musst du dich überTiefenschärfe informieren.
Beim Teleskop musst du bei den Stichworten "Öffnung" und "Öffnungsverhältnis" nachschauen.

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Hi! Ich will dazu lernen 01 Jul 2017 21:19 #16456

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Danke, die hinweise waren nützlich. Ich habe an vielen Stellen im Internet nachgelesen.Grass! Das Airy-Scheibchen ist die Grenz für die Schärfe. Ganz habe ich das mit der Beugung nicht verstanden. Muss das richtig in Ruhe durchlesen.
Aber ich habe schon wieder einen Widerspruch. In einem Buch über Galilei steht, dass er einen Handel mit Fernrohren aufgemacht hat. Seine Fernrohre waren nämlich die allerbesten, weil er eine Blende eingebaut hat.
Warum wird das Fernrohr nun besser mit einer Blende, wenn ich heute gelernt habe, dass dieLlinse möglichst groß sein soll?

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Hi! Ich will dazu lernen 01 Jul 2017 22:07 #16461

Gratuliere Topsi, du machst ja die Optik im Sauseschritt.
Wieder kein Widerspruch. Einfache Linsen haben einen sog. Öffnungsfehler. Ihr sphärischer Schliff hat die Folge, dass die Strahlen, die weiter am Rand auftreffen eine kürzere Brennweite haben, als die Strahlen, die eher durch die Mitte gehen. Dieser Effekt ist sehr dominierend. Wenn der Galilei also die Randstrahlen ausgeblendet hat, wurde das Bild schärfer.
Gute Teleskope benutzen eine Linsenkombination, um den Öffnungsfehler oder Sphärischen Fehler zu kompensieren. Dann kann man auch große Objektive bauen. Informiere dich einmal über "Linsenfehler".
Überlege mal wie man eine Einzellinse schleifen müßte, um keinen Sphärischen Fehler zu bekommen.

Bei deinem Problem mit dem Airy- Scheibchen mußt du was über Lichtbeugung lernen.

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Hi! Ich will dazu lernen 01 Jul 2017 23:17 #16476

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Hallo ihr beiden!
Zunächst: HERZLICH WILLKOMMEN TOPSPI!
Du bist also ein Topspion???
Ich bin unwesentlich älter als du und tippe auf
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Ich verwende extra einen "Spoiler".

Chalawan2000

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Hi! Ich will dazu lernen 02 Jul 2017 10:51 #16485

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Ich bin kein Topspi, sondern ich wollte Topspin (wegen meine Tennishobby´s) schreiben und hab das n verschluckt.
Dann gefiel mir Topspi in deutscher Aussprechung auch ganz gut.
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Hi! Ich will dazu lernen 02 Jul 2017 14:03 #16489

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Es hat nur mit der Refraktion zu tun also bei unterschied zwischen Auge und Linsen Objektiv, das ist wie Denobio es beschrieben hat die Beugung in deinem Auge welche unter anderem von Augeninnendruck abhängig ist, stiftet Verwirrung mit der Lichtmenge bei vergleich mit Teleskop oder Fernrohr.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
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Hi! Ich will dazu lernen 02 Jul 2017 16:42 #16493

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@Chalawan
Bikonvex ?

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Hi! Ich will dazu lernen 02 Jul 2017 19:30 #16505

"Bikonvex" ist falsch. "asphärisch", bzw. "paraboloid" ist die richtige Antwort auf die Frage, wie eine Linse beschaffen sein muss, damit sie keine sphärische Aberration zeigt.

Wobei auch asphärische Linsen durchaus noch mit Abbildungsfehlern zu kämpfen haben, insbesondere mit dem Problem der Dispersion, die zu chromatischer Aberration führt.

Die geringsten Bildfehler hat prinzipbedingt eine Lochkamera, die eine unendliche Schärfentiefe hat, im Vergleich zu Linsensystemen hat sie allerdings andere handfeste Nachteile (lichtschwach, Schärfe begrenzt durch Lochdurchmesser, Beugung langwelliger Strahlen am Loch). Praxistauglicher sind da Spiegeloptiken, die zwar nur eine endliche Schärfentiefe haben, aber wenigstens von chromatischer Aberration nicht betroffen sind.

Um mit einer refraktiven Optik den optimalen Kompromiss zwischen Lichtstärke und Abbildungsleistung zu erhalten, baut man sie zunächst aus mehreren Linsen auf, deren Abbildungsfehler sich im relevanten Brennweitenbereich weitgehend gegenseitig aufheben.

Bei der Bildaufnahme verkleinert man die Blende dann so weit, dass die Lichtstärke gerade noch ausreicht für die jeweilige Anwendung. Dadurch werden die Abbildungsfehler weiter minimiert. Aber selbst mit all diesen Maßnahmen haftet refraktiven Optiken immer noch ein Rest an Abbildungsfehlern an, die sich nur für eine bestimmte Brennweite und für einfarbige Objekte, die sich genau in der Bildebene befinden, vollständig kompensieren lassen. Jedes Motiv, dessen Eigenschaften davon abweicht, wird fehlerhaft abgebildet.

Bei hohen Anforderungen an die Lichtstärke bei kurzen Brennweiten, insbesondere, wenn die Schärfentiefe keine Rolle spielt, setzt man auf Optiken mit fester Brennweite. Bei langbrennweitigen Anwendungen, die über einen großen Wellenlängenbereich betrieben werden sollen (z.B. Weltraumteleskope) sind Spiegelsysteme das Mittel der Wahl.

Und, Topspi, zu deiner Frage mit dem Teleskop: Natürlich wird es schärfer durch die Verkleinerung der Blende. Aber dadurch wird das Bild auch entsprechend dunkler. Em Ende kann es passieren, dass du die Vergrößerung reduzieren musst, um noch einen Lichtstrom zu erhalten, der für dein Auge ausreicht.
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Hi! Ich will dazu lernen 03 Jul 2017 13:18 #16536

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Danke,
ach ja klar, Parabolspiegel. So sind auch die Weltraumspiegel geformt.
THX!10,
Chalawan2000

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Hi! Ich will dazu lernen 03 Jul 2017 14:05 #16540

Und dann muss man sich vor Augen führen, dass man alle Linsenfehler durch technische Maßnahmen reduzieren kann, nur einen nicht, den Beugungsfehler. Bei kleiner Blende wird die Abbildungen unscharf wegen des stark wachsenden Beugungsfehlers. Die Auflösung wird reduziert.

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Hi! Ich will dazu lernen 04 Jul 2017 15:31 #16595

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Denobio Hat gefunkt. Mein Physiklehrer hat gesagt, dass einLichtmikrokop durch das Licht begrenzt ist. . Egal wie gut oder wie groß man das Objektiv macht. Für allerkleinste Details muss man ein Elektronenmikroskop nehmen. Gegen die Lichtgrenze kann man nichts machen.

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Hi! Ich will dazu lernen 04 Jul 2017 23:37 #16616

Beim Fernrohr schon. Das Auflösungsvermögen ist beim Mikroskop durch die Lichtwellenlänge und die numerische Apertur begrenz. Ohne Ölimmersion kann letztere nicht größer als eins werden (lambda/n). Beim Fernrohr wird die Auflösung und die Lichtstärke größer, wenn daObjektiv größer wird.Weil große Glaslinsen zu schwer werden, geht man bei großen Teleskopen zu Spiegelteleskopen über.

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 02:54 #16621

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Das licht ist schon vollkommen ok. Nur je kleiner es dann wird um so mehr Energie muss das licht mit sich Tragen also die wellen länge muss da immer kleiner und kleiner werden also die Frequenz immer größer, Da versagen dann Materialien in diesen Mikroskopen. Da ist dann in der tat eine statische Ladung ab zu fragen leichter wie mit Photonen zu arbeiten.

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 07:51 #16626

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Danke Denobio
Gut. Man kann also optische Geräte technisch so toll bauen wie man nur kann . Die Lichtbeugung ist aber immer da. Die wird beim Fernrohr kleiner, wenn das Objektiv größer wird. Kann ich kaum glauben, wo das Licht so eine wintzige Wellenlänge hat.
Ich frage meine Wenigkeit sowieso was wichtiger ist Technik oder Physik?

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 14:33 #16634

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Das eine ist Theorie und das andere die Praxis, der zusammen spiel ist da nicht weg zu denken. Es wird eindeutig beides benötigt, oder eher die Technik ist das Ergebnis der Physik. Jetzt kann man es sehen wie man es möchte wenn ich es nun auf meine Arbeit beziehe dann ist mir die Technik wichtiger die jedoch ohne Physik nicht existieren würde, also was jetzt :D hoffe du merkst nun das nicht so einfach Technik und Physik von einander zu trennen um da eine Differenz zu bilden was nun wichtiger ist. Es gibt jedoch auch Berufs Bereiche wo eindeutig die Physik wichtiger ist als die daraus entstehende Technik.

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 15:23 #16635

Bingo Tipsi. Du bist richtig gut. Die Physik legt die Grundlagen, auf denen die Technik beruht. Ohne Carnotprozess keine Dampfmaschine, keinen Ottomotor, ohne Maxwell Gleichungen keine Stromgeneratoren, ohne Quantenmechanik keine Leuchtfioden oder Mikroelekttonik , Computer etc. Ohne Flaschenzug keinen Turmbau zu Babylon....

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 16:03 #16636

Topspi schrieb: Ich frage meine Wenigkeit sowieso was wichtiger ist Technik oder Physik?


Das kommt inmer auf den Standpunkt an: Für den Verbraucher ist die Technik wichtiger, für den Techniker die Physik. Für den Physiker der Nobelpreis, und für Herrn Nobel war es der Friede.

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Hi! Ich will dazu lernen 05 Jul 2017 20:00 #16644

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Topspi schrieb: Denobio Hat gefunkt. Mein Physiklehrer hat gesagt, dass einLichtmikrokop durch das Licht begrenzt ist. . Egal wie gut oder wie groß man das Objektiv macht. Für allerkleinste Details muss man ein Elektronenmikroskop nehmen. Gegen die Lichtgrenze kann man nichts machen.


Hallo Topspi,

Gegen die Lichtgrenze hat man schon etwas gemacht, namentlich Stefan Hell, der dafür 2014 den Nobelpreis für Chemie bekam.
Für Chemie deshalb, weil hier einerseits methodisch Chemie (Fluoreszenzmarker) zur Unterstützung des Lichts eingesetzt wird, andererseits weil man in den molekularen Abbildungsbereich vorgestoßen ist und Lichtmikroskopie nun auch als Untersuchungswekzeug einsetzen kann, um chemische, insbeseondere biochemische Prozesse aufzuklären.

www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news...hte-der-mikroskopie/
www3.mpibpc.mpg.de/groups/hell/PRESS_Detail_PRL_10.pdf

Gruß,
Lulu

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Hi! Ich will dazu lernen 06 Jul 2017 07:13 #16674

Hallo Lulu,
Ein interessanter Beitrag. Über eine großartige Leistung.
Mir ging es darum zu zeigen , wie die Physik grundsätzlich vorgeht. Sie idealisiert nämlich und versucht , die Phänomene zu unterscheiden, um grundsätzliche Einsichten zu gewinnen.
Bei einer Linse aus Glas kann man z.B. sagen, sie sei ideal sphärisch geschliffen. Durch diese Geometrie tritt dann ein sphärischer Fehler auf. Glas hat Dispersion Dadurch tritt ein chromatischer Fehler auf. Beide Linsenfehler kann man durch Kombination unterschiedlicher sphärisch gekrümmter Linsen und unterschiedlicher Glasorten weitgehend kompensieren. Da hat die Optik schon vor langer Zeit beeindruckende Leistungen erbracht.
Die Beugung tritt grundsätzlich an allen Öffnungen und Rändern auf. Diesen Effekt kann man nicht konstruktiv kompensieren, nur minimieren. Somit ist er von anderer Qualität als die beiden beschriebenen Linsenfehler. Man kann die Gesetzmäßigkeiten des Phänomens Beugung studieren. Mit diesen Einsichten kommt man zu Konstruktionsrichtlinien, wie man ein Mikroskop oder einen Refraktor konstruieren sollte, damit der Beugungsfehler einen möglichst geringen Wert hat. Das bedeutet für das Mikroskop, dass die numerische Apertur möglichst gross sein sollte und beim Refraktor, dass das Objektiv einen möglichst großen Durchmesser haben sollte. In beiden Fällen findet man natürlich auch, dass die Lichtwellenlänge möglichst klein sein sollte. Vor allem in "vorelektronischen" Zeiten, waren diesem Punkt enge Grenzen gesetzt. Der Mikroskopierer wollte schließlich mit seinen Augen etwas sehen.
Fazit: Durch Trennung der Effekte, gelingt es, tiefere Einsichten in das Verhalten eines Systems wie z.B. einer Glaslinse zu gewinnen.Mit den so gewonnen Gesetzmäßigkeiten können dann mittels Technik komplexeLösungen geschaffen werden.
Der beschriebene Prozess ist sehr typisch für die Physik. Aber nicht nur für die Physik alleine.

Übrigens, auf sphärische Linsen war man lange Zeit angewiesen. Sie zu schleifen, ist relativ einfach. Beim Schleifen von Hand ergibt sich ein sphärischer Schliff fast automatisch. Da hatte Galilei richtig Glück, denn die NC-gesteuerte Fräsmaschine war noch nicht erfunden.

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