Projekt ZPPT: Bau
eines Zonenplatten-Planetenteleskops
Teil I: Aufgabenstellung |
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Aktueller
Status: First Light
erfolgreich, Experiment gelungen! |
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Ein Teleskop
ist ein Gerät zur
vergrößernden optischen Abbildung von Himmels-
körpern. Um eine solche optische Abbildung zu erreichen,
müssen die einfallenden Lichtwellen von ihrer
ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abgelenkt werden.
Grundsätzlich können Lichtwellen auf drei
verschiedene Arten
abgelenkt werden: durch Brechung, durch Reflexion oder durch Beugung.
Alle "normalen" Teleskope bedienen sich der Phänomene
der Brechung mit Hilfe von Linsen oder der Reflexion mit Hilfe von
Spiegeln (oder einer Kombination davon). Das dritte Phänomen,
die Beugung,
tritt dabei immer mit auf, jedoch lediglich als
die Auflösung begrenzend.
"Beugungsbegrenzt"
- das meint also vor allem Restriktion und macht uns diese Beugung
nicht gerade sympathisch.
Könnte man aber nicht einmal den Spieß herumdrehen
und ein
Teleskop bauen, dass gerade mit
Beugung arbeitet, statt mit Brechung oder Reflexion?
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Auch bei
einer Lochkamera spielt die Lichtbeugung eine Rolle. Mit Lochkameras
beschäftige und experimentiere ich bereits seit langem.
Aufgrund des notwendiger- weise kleinen Lochs eignet sich die
Lochkamera
aber nur für relativ helle Aufnahme- situationen und für
lange Belichtungszeiten. In der Astrofotografie herrschen diese
Bedingungen eher selten. Eine Ausnahme war der Venustransit
2004, den ich mit meinem 2,3m-Lochblenden-Heliographen
aufnahm, oder die Sonnenfinsternis
2006, die ich mit einer Spezial-Panorma-Lochkamera
fotografierte.
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Dann
entsann ich mich Anfang 2007 eines eher exotischen optischen Bauteils, von dem
ich während meines ersten Studiums gehört hatte: die Zonenplatte.
Zonenplatten werden in
der "normalen" Optik weniger verwendet,
dagegen spielen sie in der Holografie und in der
Röntgentechnik
eine wichtige Rolle.
Eine Zonenplatte besteht aus einer
bestimmten Anzahl
konzentrischer transparenter und opaker Ringe, an denen die Wellen
gebeugt werden. Variiert man die Radien der Ringe mit der
Wurzel der Ordnung, so ergibt sich für die
gebeugten Wellen ein gemeinsamer Ort konstruktiver Interferenz
ähnlich dem Brennpunkt einer Linse. Doch hier endet
die Ähnlichkeit auch schon: eine Zonenplatte verhält
sich nämlich wie eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse
mit gleicher Brennweite gleichzeitig!
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Mit jedem
neuen Ring, d.h. mit jeder
zusätzlichen Ordnung, steigt natürlich auch
die
Helligkeit der Abbildung. Dennoch liegt die
Lichteffizienz einer Zonenplatte natürlich noch weit
unter
der
normaler Teleskope. Es stellte sich die Frage, welches Himmels- objekt
mit einer Zonenplatte sinnvollerweise aufgenommen werden
könnte.
Das nach der Sonne flächenhellste Himmelsobjekt ist Venus. Und
Venus sollte 2007 sehr
gut zu
beobachten sein, bis zur schmalen Sichel Ende Juli. Diese
Überlegungen führten mich zur
eigentlichen Aufgabenstellung des Projekts "ZPPT",
dem Zonenplatten- Planetenteleskop:
Läßt
sich
ein Zonenplatten-Teleskop bauen, mit dem
die Phasengestalt der Venus abbildbar ist?
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Optische Grundlagen
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Stand: 14.4.2007
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