Direkt in die Sonne

[zoz]

Wenn sich der Sensor in der Brennebene befindet (und nur dann ist das Risiko bei DSLRs mal abgesehen von in dem Fall nicht sinnmachenenden Bulpbelichtungen wirklich groß) ist die Fläche in beiden Fällen punktförmig, also identisch groß.


Hab ich nicht bezweifelt, aber dann vergleich doch mal beide auf dieselbe Blende abgeblendet das 35er mit einem 85er.

Das ist falsch!
Die Sonne ist keine ideale Punktlichtquelle, weswegen es auch keinen "Brennpunkt" gibt sondern einen Fleck, welcher das Bild der Sonne ist. Und die Größe dieses Fleckes ist umgekehrt Proportional zur Brennweite.
Das Bild der Sonne wird von einem TeleObjektiv größer abgebildet als von einem WW, bei sehr langen Brennweiten ist sie sogar Formatfüllend...

Naja so risig ist der unterschied zwischen 1,8 und 1,4 ja nun nicht aber es funktioniert auch mit einem 2,8/35, dann muß man aber sehr still halten...

 

[-DaKo-]

Das ist falsch!
Die Sonne ist keine ideale Punktlichtquelle, weswegen es auch keinen "Brennpunkt" gibt sondern einen Fleck, welcher das Bild der Sonne ist.

Ok, habs verkürzt geschrieben, s.u.

Und die Größe dieses Fleckes ist umgekehrt Proportional zur Brennweite.

Komisch, hier nimmst du es aufeinmal nicht ganz genau. Wenn die Sonne nicht als Punkt angenommen werden kann in obigem Fall, also auch nicht im Unendlichen liegt, dann sind selbstverständlich Brennweite und Abbildungsmaßstab genaugenommen NICHT umgekehrt PROPORTIONAL, da sie sich dann in endlicher Fokusdistanz befindet. Aber ok, das ist dann wirklich kleinlich, aber ein "näherungsweise" ist schon angebracht, wenn du es bei mir anmälkelst.

Das Bild der Sonne wird von einem TeleObjektiv größer abgebildet als von einem WW, bei sehr langen Brennweiten ist sie sogar Formatfüllend...

Ach ne. Probiers mal aus: Nimm eine beliebig lange Brennweite und du wirst IMMER eine Stelle finden, an dem die Sonnenstrahlen (vernachlässigen wir mal ABbildungsfehler) in einem Punkt gebündelt werden.

Wenn ich mit einer Linse ein Papier anzünden möchte konstruiere ich keine Abbildung sondern eben eine annähernde Bündelung auf einem Punkt. Bei der Sonne ist hier ein "Gewinn" im vergleich zur Abbildung festzustellen. Deshalb schrieb ich oben auch den Hinweis, dass es für DSLRs nicht relavant ist, da die Belichtungszeiten kurz sind und der Sensor im Normalfall nur dann freigelegt wird, wenn eine flächige Abbildung eingestellt wurde und nicht wärend des Fokussiervorgangs.

Im Fall der näherungsweise im Unendlichen liegenden und dann auch näherungsweise punktförmigen Sonne ist die Fokusentfernung für eine flächige ABbildung, eine näherungsweise Bündelung in einem Punkt und die Brennebene eng beieinander, deshalb schrieb ich oben verkürzend "Brennebene".

PS: Und ja, natürlich näherungsweise punktförmig und es bleibt eine Fläche, aber probiers ruhig mal aus, gerne auch mit einem Temperatursensor. Kann man übrigens sehr schön mit einem Zoomobjektiv ausprobieren. Die Ausdehnung des kleinst möglichen (!) Lichtpunktes wird zwar mit zunehmender Brennweite größer aber eben nicht um einen geringeren Faktor als aufgrund der Brennweitenerhöhung zu erwarten.

 

[zoz]

Ok, habs verkürzt geschrieben, s.u.


Komisch, hier nimmst du es aufeinmal nicht ganz genau. Wenn die Sonne nicht als Punkt angenommen werden kann in obigem Fall, also auch nicht im Unendlichen liegt, dann sind selbstverständlich Brennweite und Abbildungsmaßstab genaugenommen NICHT umgekehrt PROPORTIONAL, da sie sich dann in endlicher Fokusdistanz befindet. Aber ok, das ist dann wirklich kleinlich, aber ein "näherungsweise" ist schon angebracht, wenn du es bei mir anmälkelst.


Ach ne. Probiers mal aus: Nimm eine beliebig lange Brennweite und du wirst IMMER eine Stelle finden, an dem die Sonnenstrahlen (vernachlässigen wir mal ABbildungsfehler) in einem Punkt gebündelt werden.

Wenn ich mit einer Linse ein Papier anzünden möchte konstruiere ich keine Abbildung sondern eben eine Bündelung auf einem Punkt. Deshalb schrieb ich oben auch den Hinweis, dass es für DSLRs nicht relavant ist, da die Belichtungszeiten kurz sind und der Sensor im Normalfall nur dann freigelegt wird, wenn eine flächige Abbildung eingestellt wurde und nicht wärend des Fokussiervorgangs.

Im Fall der näherungsweise im Unendlichen liegenden und dann auch näherungsweise punktförmigen Sonne ist die Fokusentfernung für eine flächige ABbildung, eine Bündelung in einem Punkt und die Brennebene eng beieinander, deshalb schrieb ich oben verkürzend "Brennebene".

Im Verhältnis zu einer Brennweite von 35mm oder 85mm (oder auch 300mm) ist die Sonne so weit weg (150 Mio km), daß man das Objektiv ohne bedenken auf Unendlich stellen kann, damit es scharf Abbildet. Die Sonne ist aber nicht nur sehr weit weg sondern auch sehr groß (1,4 Mio km) und daß heißt, daß bei 35mm Brennweite das Bild der Sonne 0,33mm groß ist, bei 85mm 0,8mm und bei 300mm 2,8mm. Ob ein gleißend heller Punkt 0,3 oder 0,8 mm groß ist kann ich mit bloßem Auge nicht beurteilen, aber das man bei größeren Brennweiten z.B. 1m einen Punkt bekommt, der ca. 1cm durchmesser hat habe ich mir schon öfter angeschaut, und das man mit einer 1Diopt. Linse mit 5cm Durchmesser nichts ankokeln kann, aber mit einer 10Diopt. Linse vom selben Durchmesser alles sofort zu qualmen anfängt, daß habe ich schon in meiner Jugend rausgefunden....

Bei 1m Brennweite gibt es keinen Punkt an dem die Sonne einen Brennfleck von weniger als ca. 10mm hat. Ich habe es probiert!!!

Da die Sonne nur ca. 100x so weit weg wie breit ist kann man diese Näherungen, die Du vornimmst nicht machen...

 

[-DaKo-]

Ob ein gleißend heller Punkt 0,3 oder 0,8 mm groß ist kann ich mit bloßem Auge nicht beurteilen, aber das man bei größeren Brennweiten z.B. 1m einen Punkt bekommt, der ca. 1cm durchmesser hat habe ich mir schon öfter angeschaut,

Ich hab doch oben geschrieben, dass du bei der Sonne eben nicht dieses näherungsweise proportionale Anwachsen der kleinsten Abbildungsfläche feststellen kannst. Wie gesagt: Probier es ruhig mal falls du die Gelegenheit hast mit einem Temperatursensor aus, ist ein beliebtes Schulexperiment.

und das man mit einer 1Diopt. Linse mit 5cm Durchmesser nichts ankokeln kann, aber mit einer 10Diopt. Linse vom selben Durchmesser alles sofort zu qualmen anfängt, daß habe ich schon in meiner Jugend rausgefunden....

Das war aber auch nicht die Frage, denn bei identischem Durchmesser ist die Eintrittspupille identisch, der Blendenwert aber unterschiedlich und dann setzt sich die höhere Lichtstärke und somit die kleinere Brennweite klar durch. Von diesem Fall habe ich aber nicht geschrieben, sondenr von unterschiedlicher Brennweite identischer Blendenwert also zur Brennweite proportionale Eintrittspupille.

Bei 1m Brennweite gibt es keinen Punkt an dem die Sonne einen Brennfleck von weniger als ca. 10mm hat. Ich habe es probiert!!!

Das steht ausser Frage, er ist dennoch kleiner als in der Fokusebene erwartbar, da du im Fall der Sonne durch leichtes Abrücken aus der Fokusebene die Größe verringern kannst.

 

[zoz]

Ich hab doch oben geschrieben, dass du bei der Sonne eben nicht dieses näherungsweise proportionale Anwachsen der kleinsten Abbildungsfläche feststellen kannst. Wie gesagt: Probier es ruhig mal falls du die Gelegenheit hast mit einem Temperatursensor aus, ist ein beliebtes Schulexperiment.


Das war aber auch nicht die Frage, denn bei identischem Durchmesser ist die Eintrittspupille identisch, der Blendenwert aber unterschiedlich und dann setzt sich tatsächlich die kleinere Brennweite durch. Von diesem Fall habe ich aber nicht geschrieben, sondenr von unterschiedlicher Brennweite identischer Blendenwert also zur Brennweite proportionale Eintrittspupille.

Doch, dieses folgt direkt aus der Abbildungsgleichung die auch für die Sonne gilt...wenn sie nicht für die Sonne gelten würde könnte man diese auch nicht mit einem Teleskop abbilden, da man immer nur einen Punkt bekäme.
Ein Temperatursensor integriert über seine Fläche er wird nicht merken ob der Fleck 0,3 oder 3 mm groß ist.

Da bei identischem Durchmesser der Eintrittspupille die gleiche Lichtenergie gebündelt wird müßte die Temperatur am Brennpunkt auch gleich sein, wenn er wie Du behauptest immer gleich groß wäre. Da der Brennpunkt aber viel größer ist (und das habe ich mir schon mit meinen eigenen Augen angesehen!) ist die Temperatur dann sehr viel niedriger.

 

[-DaKo-]

Doch, dieses folgt direkt aus der Abbildungsgleichung die auch für die Sonne gilt...wenn sie nicht für die Sonne gelten würde könnte man diese auch nicht mit einem Teleskop abbilden, da man immer nur einen Punkt bekäme.

Nein, kein Punkt, ich habs doch bereits mehrfach beschrieben. Zudem fokussiert man mit einem Teleskop logischerweise so, dass eine saubere Abbildung zustande kommt.

Ein Temperatursensor integriert über seine Fläche er wird nicht merken ob der Fleck 0,3 oder 3 mm groß ist.

Nicht wenn der Sensor kleiner als die Fläche ist.

Da bei identischem Durchmesser der Eintrittspupille die gleiche Lichtenergie gebündelt wird müßte die Temperatur am Brennpunkt auch gleich sein, wenn er wie Du behauptest immer gleich groß wäre.

Habe ich nie behauptet.

Da der Brennpunkt aber viel größer ist (und das habe ich mir schon mit meinen eigenen Augen angesehen!) ist die Temperatur dann sehr viel niedriger

Ja, bei identischer Eintrittspupille und unterschiedlicher Brennweite. Ich habe bereits im letzten Posting geschrieben, dass ich von diesem Fall nichtgeschrieben habe.

 

[zoz]

Das steht ausser Frage, er ist dennoch kleiner als in der Fokusebene erwartbar, da du im Fall der Sonne durch leichtes Abrücken aus der Fokusebene die Größe verringern kannst.

Nein den gibt es nicht!
Ein Objekt wird außerhalb der Schärfeebene immer größer "abgebildet" niemals kleiner.
Um ein sauberes Punktbild zu bekommen benötigt man paralleles Licht oder Licht aus einer Punktquelle.
Das Sonnenlicht ist nicht perfekt Parallel es hat einen Öffnungswinkel von ca. 0,5°

 

[-DaKo-]

Nein den gibt es nicht!
Ein Objekt wird außerhalb der Schärfeebene immer größer "abgebildet" niemals kleiner.

Probier es aus! Wieso genau es bei der Sonne der Fall ist, kann ich dir nicht mehr sagen (vielleicht wars die kugelförmige Abstrahlfläche in Verbindung mit dem doh recht großen Verhältnis g/G), das ist ich in den letzten 7 Jahren irgendwo verloren gegangen. fuktioniert aber problemlos, letztmalig ausprobiert mit normalem Schulmaterial im Sommer 2005.

Um ein sauberes Punktbild zu bekommen benötigt man paralleles Licht oder Licht aus einer Punktquelle.

Ja. Habe nie etwas anderes behauptet.

Das Sonnenlicht ist nicht perfekt Parallel es hat einen Öffnungswinkel von ca. 0,5°.

Auch hier habe ich nie etwas anderes behauptet.

 

[zoz]

Nein, kein Punkt, ich habs doch bereits mehrfach beschrieben. Zudem fokussiert man mit einem Teleskop logischerweise so, dass eine saubere Abbildung zustande kommt.


Nicht wenn der Sensor kleiner als die Fläche ist.


Habe ich nie behauptet.


Ja, bei identischer Eintrittspupille und unterschiedlicher Brennweite. Ich habe bereits im letzten Posting geschrieben, dass ich von diesem Fall nichtgeschrieben habe.

- Aber das ist genau dort wo sich der Brennpunkt befindet...

- Hast Du einen solchen Sensor?

- Hast Du nicht die ganze Zeit behauptet es gäbe immer einen gleich großen Brennpunkt unabhängig von der Brennweite der Linse???
Zitat von -DaKo-
Wenn sich der Sensor in der Brennebene befindet (und nur dann ist das Risiko bei DSLRs mal abgesehen von in dem Fall nicht sinnmachenenden Bulpbelichtungen wirklich groß) ist die Fläche in beiden Fällen punktförmig, also identisch groß.

- Ja aber das wäre die Logisch Folge aus dem was Du schreibst, wenn Du es denn geschrieben hast s.o.

 

[zoz]

Probier es aus! Wieso genau es bei der Sonne der Fall ist, kann ich dir nicht mehr sagen (vielleicht wars die kugelförmige Abstrahlfläche in Verbindung mit dem doh recht großen Verhältnis g/G), das ist ich in den letzten 7 Jahren irgendwo verloren gegangen. fuktioniert aber problemlos, letztmalig ausprobiert mit normalem Schulmaterial im Sommer 2005.


Ja. Habe nie etwas anderes behauptet.


Auch hier habe ich nie etwas anderes behauptet.

Wie ich schon mehrmals gesagt habe habe ich es ausprobiert.
Würdest Du das Experiment mal genauer beschreiben...

 

[-DaKo-]

- Aber das ist genau dort wo sich der Brennpunkt befindet...

Äh, nein. Der Brennpunkt der Linse ist wie du auch schon selbst festgestellt hast bei einer sauberen Abbildung der Sonne nicht in der Fokusebene.

- Hast Du einen solchen Sensor?

Nimm eine ausreichend große Brennweite und der Sensor ist klein genug, der kleinste mir zur Verfügung stehende hat eine Fläche von ca 1mm².

- Hast Du nicht die ganze Zeit behauptet es gäbe immer einen gleich großen Brennpunkt unabhängig von der Brennweite der Linse???
Zitat von -DaKo-
Wenn sich der Sensor in der Brennebene befindet (und nur dann ist das Risiko bei DSLRs mal abgesehen von in dem Fall nicht sinnmachenenden Bulpbelichtungen wirklich groß) ist die Fläche in beiden Fällen punktförmig, also identisch groß.

Ich habe bereits in meinem 2. Post angemerkt, dass ich im ersten Post stark vereinfacht den Effekt der Punktförmigkeit in den Vordergrund gestellt habe, um es den hier lesenden, die oftmals (aus eigener Erfahrung bei 3 Jahren Forentätigkeit) sich nichtmal über die Unterschiede zwischen einer Abbildung mittels Lochkamera und an einer Linse bewußt sind, zu erleichtern.

- Ja aber das wäre die Logisch Folge aus dem was Du schreibst, wenn Du es denn geschrieben hast s.o.

Nein.

 

[-DaKo-]

Wie ich schon mehrmals gesagt habe habe ich es ausprobiert. Würdest Du das Experiment mal genauer beschreiben...

Simpel. Nimm zwei unterschiedliche Brennweiten, pass einer Blende die Lichtstärke an, einen Temperatursensor der kleiner ist als die kleinste erreichbare Fläche (ich schreib jetzt extra nicht Abbildung, denn das ist keine). Dann der Einfachheithalber auf einer optischen Bank ausrichten und mit dem Sensor die Stelle suchen, an der die höchste Temperatur erreicht wird und die messen.

 

[zoz]

Simpel. Nimm zwei unterschiedliche Brennweiten, pass einer Blende die Lichtstärke an, einen Temperatursensor der kleiner ist als die kleinste erreichbare Fläche (ich schreib jetzt extra nicht Abbildung, denn das ist keine). Dann der Einfachheithalber auf einer optischen Bank ausrichten und mit dem Sensor die Stelle suchen, an der die höchste Temperatur erreicht wird und die messen.

Du schreibst kleinste erreichbare Fläche, und ein sensor der kleiner ist, also mist Du die Lokale Temperatur innerhalb der "Fokusfläche". Und dann stellst Du fest, wenn Du die Brennweite änderst, aber die Blende gleich läßt das die Temperatur sich ändert?

Ich habe eben einen 1000mm Achromaten genommen und in die Sonne gehalten, ich bin nicht in der Lage ein kleineres Punktbild als ca. 1cm zu erzeugen, was ziemlich genau der Abbildung entspricht.
Mit einem 200mm Achromaten war der Punkt viel kleiner eben ca. 2mm.
Einen Temperatursensor habe ich nicht, aber der Energieerhaltungssatz sagt mir, daß bei gleicher Apertur (75mm EP bei 1000mm 15mm EP bei 200mm) ich ein 25stel der Energie auf ein 25stel der Fokusfläche bringe und damit die Temperatur gleich sein müßte.

 

[-DaKo-]

Du schreibst kleinste erreichbare Fläche, und ein sensor der kleiner ist, also mist Du die Lokale Temperatur innerhalb der "Fokusfläche". Und dann stellst Du fest, wenn Du die Brennweite änderst, aber die Blende gleich läßt das die Temperatur sich ändert?

Ja, funktioniert. Keine riesen Größenordnungen, aber gut messbar.

 

[Hoogo]

Eigentlich wollte ich darauf hinaus, daß sich da so der Unterton "..mit nem Weitwinkel OK, aber nimm bloß kein Tele!..." einschlich.
Nochmal was ich so verstanden habe in meinen Worten:

-Der allerwichtigste Faktor ist der Blendenwert. Zumindest wenn man vereinfacht sagt, daß Blende=Eintrittspupille ist und die Sonne unendlich weit weg ist.

-Wenn mans genauer wissen will muß man ausrechnen, wie groß in mm² die Sonne abgebildet wird und wieviel Licht die Linse sammeln konnte, auch in mm².

-Eine Linse von doppelter Fläche kann auch doppelt soviel Licht sammeln. Für ganz Genaue: Ist in Maßstäben des Sonnensystems nicht so

-Für den Abbildungsmaßstab bei einer Brennweite f habe ich da V=f/(g-f). g ist 150.000.000.000.000 mm, Unterschiede durch unterschiedliche Brennweiten dürften sich da ab der 11. Stelle hinter dem Komma ergeben.

-Die Sonne erscheint hier so groß wie der Mond, und daß man sie bei falschem Fokus kleiner als bei korrektem Fokus darstellen kann halte ich für ein Gerücht.

Blieben meiner Meinung nach noch komische Effekte durch die Kugelform der Sonne und was zum Verhältnis Eintrittspupille <> Blende. Von beidem hab ich keine Ahnung, erwarte da aber auch keine tollen Überraschungen

 

[Mi67]

Eigentlich wollte ich darauf hinaus, daß sich da so der Unterton "..mit nem Weitwinkel OK, aber nimm bloß kein Tele!..." einschlich.

Und noch mit medizinischem Touch: kurz mit dem unbewaffneten Auge in die Sonne zu schauen, ist ungefährlich. Die Sonne mit dem unbewaffneten Auge zu fixieren, kann bis zu bleibenden Schäden führen.

Gleiches gilt ganz grob auch für abbildende Systeme, die die Sonne nicht unter einem wesentlich größeren Bildwinkel und mit größer Eintrittspupille abbilden. Wenn ein Teleskop genutzt wird, so kann die Wärmeentwicklung durch die große in hoher Dichte ausgeleuchtete Fläche integrierend ganz enorm werden und schon in kürzester Zeit zu Schäden am Auge führen. Dies ist auch der Grund, warum empfohlen wird, bei Sonnenfinsternissen mit Projektionsschirmen und nicht mit Okularen zu arbeiten.

Eine alte Leica M, die mit nah-fokussiertem, hochgeöffnetem Objektiv so liegt, dass die Mittagssonne direkt hineinfällt, konnte übrigens schon mal kleine Löcher in die Verschlußtücher gebrannt bekommen.

 

[zoz]

Ja, funktioniert. Keine riesen Größenordnungen, aber gut messbar.

Sorry aber noch allem was ich über Optik gelernt habe und nach allem was ich bei der Entwicklung von Solaren Energiesystemen an Erfahrungen gesammelt habe muß es sich dabei um einen Messfehler handeln, oder um einen Abbildungsfehler der Optik.
Wenn Du eine Meßzelle mit einer Meßfläche von 1mm² hast muß die Brennweite der Linsen auf jeden Fall deutlich größer als 150mm sein, damit der bei präziser Ausrichtung überhaupt in die Bildgröße hineinpaßt. (Was für Brennweiten hast Du denn benutzt?) Und der Punkt des Bildes ist mit einer Objektweite von 150 Mio km und z.B. f=1m ist genau die Brennweite (die eigentlich notwendige Abweichung der Fokussierung um Bruchteile von Nanometern ist nun wirklich vernachlässigbar.) Und dass es Außerhalb dieses Bereiches. Und das es an einem anderen Ort als der Brennweite einen Punkt gibt wo das Sonnenlicht enger Gebündelt wird ist für mich nicht nachvollziebar und wiederspricht allen meinen Erfahrungen.
Wenn Deine Annahmen stimmen würden müßte man meiner Meinung nach doch auch eine erhebliche Änderung der Temperatur feststellen. (Eigentlich sogar quadratisch da man bei halber Brennweite ja nur ein viertel der Lichtmenge fokussiert.)
Möglicherweise liegt der Unterschied ja schon in der Anpassung der Eintrittsöffnung oder Transmissionen der Linsen/Objektive.

 

[Hoogo]

Was mir da gerade noch einfällt:
Das Licht pro mm² mag von der Blende abhängen, aber vielleicht kommt da noch ins Spiel, daß die Wärme ja auch irgendwo hin muß. Die kann ja schlecht weg, wenn alles drumrum auch angestrahlt wird, weil die Sonne größer abgebildet wird. Da kann ich mir vorstellen daß sich deswegen beim Tele die Mitte stärker erhitzt.

 

[zoz]

Was mir da gerade noch einfällt:
Das Licht pro mm² mag von der Blende abhängen, aber vielleicht kommt da noch ins Spiel, daß die Wärme ja auch irgendwo hin muß. Die kann ja schlecht weg, wenn alles drumrum auch angestrahlt wird, weil die Sonne größer abgebildet wird. Da kann ich mir vorstellen daß sich deswegen beim Tele die Mitte stärker erhitzt.

Ja solche Thermischen Effekte könnte ich mir auch vorstellen, möglicherweise ist es aber auch der chromatische Fehler der Linsen, denn die Brennweite für den IR Bereich ist i.A. eine andere wodurch der Fokus dafür eben woanders liegt, und den sieht man nicht...

 

[Beachcomber]

Sensorglühen?