Physik: Teilreflektion

Gehört zu: Physik, Quantenmechanik

Teilreflektion

Die Teilreflektion von Licht an einer Oberfläche hat schon Isaac Newton, der ja von einer Teilchennatur des Lichtes ausging, beschäftigt. Dies ist eines der Paradebeispiele der Quantenmechanik, die ja Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für Teilchen ausrechnen will.

Wenn ein monochromatischer Lichtstrahl auf eine Glasplatte scheint, haben wir das Phänomen der Teilreflektion.

Das Ereignis “Reflektion eines Photons an der Grenzschicht Luft/Glas”  habe die Wahrscheinlichkeit von 4% = 4/100 = 1/25. Die Wellenfunktion dieses Ereignisses wäre also ein Vektor der Länge Sqrt{1/25} = 1/5 = 0.2.

Die Drehung des Vektors wäre proportional der Zeit, die das Licht braucht um den Weg zurückzulegen. Wenn wir die Teilreflektion an der dünnen Glasschicht betrachten, spielt nur die Differenz der Laufzeiten eine Rolle, wenn wir die Differenz der Drehwinkel bestimmen wollen..

So bekommen wir gute Beispiele an denen sich Auswirkungen der Quantenphysik in alltälichen Phänomenen demonstieren lassen.

 

 

Physik: Kreisbahn – Zentrifugalkraft – Zentripedalkraft – Drehimpuls

Drehimpuls gehört zu: Astronomie, Physik, Himmelsmechanik
Siehe auch Keplersche Gesetze, Sonnensystem, Gravitation, Bohrsches Atommodell
Benutzt: WordPress-Plugin Latex

Stand: 16.12.2024

Zentrifugalkraft in einer Kreisbahn

Wenn ein Körper der Masse m (z.B. Planet oder ein Elektron im Bohrschen Atommodell) eine Kreisbahn mit dem Radius r beschreibt, so muss aus Sicht des Körpers eine Kraft in Richtung vom Mittelpunkt der Kreisbahn weg wirken:

\( F = \frac{m \cdot v^2}{r} \)

Diese Kraft nennt man “Zentrifugalkraft“. Das Bezugssystem des auf einer Kreisbahn befindlichen Planeten ist kein Inertialsystem. Die Zentrifugalkraft ist eine “Trägheitskraft” (auch Scheinkraft genannt). Die Kreisbahn kommt dadurch zustande, dass eine Kraft gleicher Größe in entgegengesetzter Richtung (Zentripedalkraft genannt) wirkt.

Kreisbahnen im Sonnensystem

Im Sonnensystem wirkt die Anziehungskraft (Graviationskraft) des Zentralkörpers Sonne (Masse M) als Zentripedalkraft auf einen Planeten (Masse m)  man hat also:

\(\frac{m \cdot v^2}{r} = G \cdot \frac{m \cdot M}{r^2}\)

Für die Kreisbahngeschwindigkeit im Sonnensystem gilt also:

\( v = \sqrt{\frac{ G \cdot M} {r}} \)

Dies ist auch ein Ausgangspunkt der Forschungen von Vera Rubin (1928-2016), die die Rotationsgeschwindigkeit in Galaxien bei unterschiedlichen Abständen vom Zentrum untersucht hat und dadurch die Existenz von sog. Schwarzer Materie bekräftigtigen konnte.

Mit den Mitteln der Vektoralgebra ausgedrückt ergibt sich die Bahngeschwindigkeit bei einer Kreisbewegung zu:

\( \vec{v} = \vec{\omega} \times \vec{r} \\ \)

Die kinetische Energie eines Planeten auf einer Kreisbahn mit dem Radius R ist:

\( E_{kin}(R) = \Large\frac{m}{2} \cdot v^2 = \frac{m}{2} \cdot \frac{G \cdot M}{R}\\\)

Die potenzielle Energie ist:

\( E_{pot}(R) = \Large \int\limits_{-\infty}^R m G M r^{-2} dr = m G M \left[-\frac{1}{r}\right]_{-\infty}^R = -m\frac{GM}{R}\)

Wasserstoffatom

Im Wasserstoffatom wirkt die elektrostatische Kraft (Elektrisches Feld) des Atomkerns  (Ladung q1) auf ein Elektron (Ladung q2) als Zentripedalkraft; man hat also:

\(\Large \frac{m \cdot v^2}{r} =   \frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}  \\\)

Für die Kreisbahngeschwindigkeit im Bohrschen Atommodell gilt also:

\( v^2 = \Large \frac{1}{4 \pi \epsilon_0 m} \frac{q_1 \cdot q_2}{r} \\ \)

Definition des Drehimpulses

Klaro: Bei einer Rotation eines Systems vom Trägkeitsmoment J mit einer Winkelgeschwindigkeit ω habe ich einen Drehimpuls:

\( L = \omega \cdot J \\ \)

Da erhebt sich die Frage, was eigentlich ein “Trägheitsmoment” sein soll…

Im einfachen Fall von Körpern der Masse m (z.B. ein Planet) auf einer Kreisbahn vom Radius r (z.B. Sonnensystem) folgt aus der allgemeinen Definition des Trägheitsmoments J:

\( J = m \cdot r^2 \\\)

Damit wäre der Drehimpuls:

\( L = \omega \cdot m \ r^2 \\\)

Wenn wir dies mit der Bahngeschwindigkei \( v = \frac{2 \pi \cdot r}{T}  \) ausdrücken wollen, benutzen wir die Beziehung:
\( \omega = \frac{v}{r} \) und erhalten:

\(L = v \cdot m \cdot r \\\)

Gemessen wird der Drehimpuls also in den SI-Einheiten: \( \Large \frac{m^2 kg}{s} \)

Drehimpuls und die Keplerschen Gestze

Wenn der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße ist, folgt aus obiger Gleichung sofort das 2. Keplersche Gesetz.

Beispiele der Erhaltung des Drehimpulses

Wir alle kennen das Beispiel der Pirouette einer Eistänzerin. Wenn die Arme angezogen werden, verringert sich das Trägheitsmoment und die Winkelgeschwindigkeit steigt an, da der Drehimplus erhalten bleibt.

 

Computer: Fotobuch aus digitalen Fotos

Auch wenn man heutzutage seine digitalen Fotos schnell und einfach im Internet publizieren kann (s. Online Fotoalben), ist für manche Themenbereicht möglicherweise ein anfassbares Fotoalbum besser geeignet.

Auch dafür gibt es Anbieter im Internet, wo man aus seinen digitalen Fotos per Computer ein Album (genannt Fotobuch) zusammenstellen kann. Dieses wird letztlich beim Anbieter auf schönem Papier ausgedrucktbund zu einem echten anfassbaren Buch zusammengebunden.

Das Thema “Fotobücher” hatte ich in meiner PC-Sprechstunde am 17.6.2019 schon einmal behandelt. Dazu habe ich damals ein Powerpoint erstellt:

Fotobücher: Die Idee

Wir haben eine Sammlung von allen möglichen Fotos auf unserem Computer

Wir möchten Fotos zusammenstellen als Erinnerung an ein schönes Ereignis wie z.B.:

  • Eine Urlaubsreise
  • Eine Geburtstagsfeier
  • Die goldene Hochzeit
  • Ein Hobby-Projekt
  • etc.

Also eine Art analoges Fotoalbum aus den digitalen Fotos

Fotobücher: Verschiedene Anbieter

Fotobücher sind eine gängiges Angebot von vielen Anbietern:

  • Pixum / Cewe
  • Albelli
  • Meinfoto
  • Paradies Fotobuch (dm Marke)
  • PosterXXL

Fotobücher: Software / Apps

Solche Fotobücher können wir mithilfe spezieller Software selber gestalten und online in Auftrag geben.

Beispiele Windows-Computer:

  • Pixum Fotobuch
  • myposter

Beispiele Android Smartphone:

  • cewe fotowelt App
  • 1-Klick-Fotobuch App
  • LALALAB App

Fotobücher: Planung

Anzahl Seiten z.B.

  • 26-98
  • 26-178

Welche Fotos –> zusammenstellen

Format / Größe

  • Quadratisch: Klein (14×13), Groß (21×21), XL (30×30)
  • Querformat: Mini, A5, Groß (A4), XXL (A3)
  • Hochformat: Groß (A4). XXL (A3)

Papier / Einband / Buchrücken

  • Premiumpapier
  • Fotopapier

Fotobücher: Gestaltung (Software)

Auf dem Windows-Computer

  • Fotobuch-Software installieren
  • Fotobuch-Software öffnen (Beispiel: „Pixum Fotowelt“ )
  • Auswählen Buchformat & Größe
  • Auswählen Papier & Bucheinband
  • Fotos in den Auswahlbereich „Fotos und Videos“ übernehmen
  • „Seitenlayouts“: Wie soll die Seite in Fotos aufgeteilt werden (Platzhalter) ?
  • „Stile“ aussuchen z.B. „Schwarz Collage“ (Hintergrund)
  • Fotos aus dem Auswahlbereich in die Platzhalter ziehen
  • Fotobuch bestellen

Fotobücher: Arbeitsschritte mit der Windows-Software “Pixum Fotowelt”

Installiert habe ich Pixum Fotowelt Version 6.4.7

Download von: https://www.pixum.de/fotobuch

Buchformat auswählen:  A5 Kleinformat quer oder A4 Groß Querformat oder….

Ich habe ausgewählt: A5 Groß Querformat

Papier auswählen: Fotopapier glänzend, Fotopapier matt,….

 

Die ausgewählten Fotos in den Bereich „Fotos und Videos“ schieben

xyz

 

Astronomie: Teleskop Skywatcher Explorer 130 PDS

Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Meine Geräteliste

Das Skywatcher Explorer 130 PDS

Nach meinem Wiedereinstieg in die Astronomie hatte ich ja erst einmal kein Teleskop, sondern nur eine Montierung, mit der ich DSLR-Aufnahmen machte. Deshalb kam die Skywatcher schnell dazu.

Auf Empfehlung eine Vereinsmitglieds hatte ich mir dann zum Einstieg ein Skywatcher PDS130 “Foto-Newton” am 11.8.2015 bei “Teleskop-Spezialisten” für Eur 234,90 gekauft. Da konnte ich meine DSLR Sony NEX-5R wunderbar mit einem T-Ring anbringen und fotografieren. Aber irgendwie hat mir das alles nicht gefallen und ich habe den Kauf dann widerrufen und das Gerät am 24.8.2015 zurückgeschickt.

Seinerzeit (2015) hatte ich als Montierung die Celestron Advanced GT dazu. Vielleicht mache ich jetzt (2021) einen erneuten Versuch mit meiner aktuellen Montierung, der HEQ5 Pro.

Link bei Teleskop-Service: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p3933_Skywatcher-Explorer-130PDS—130-mm-f-5-Newton—2–Crayford-Auszug.html

Computer: Festplatte (aus Wiki)

Gehört zu: Computer
Siehe auch: NAS, Hardware, Datensicherung, Partitionierung, Defragmentierung, WindowsBootLoader, LinuxBootLoader

Festplatte (aus Wiki)

Interne Festplatten

Für meinen ComputerBraunbaer verwende ich die IDE/ATA Platte als Primary:

  • Platte: Samsung SP1213N P80 120 GB, 7200 rpm, 8 MB Cache (30.10.2004 für EUR 85,00)
  • Zusätzlich habe ich ein RAID

Externe Festplatten

Festplatten in einem externen Gehäuse:

  • USB-Anschluss an einen Computer
  • Netzwerk-Anschluss als sog. NAS

Festplatten mit Akku-Betrieb

s. Mobile Festplatte

USB Festplatten

ICY Box 266 SATA

An 1.8.2008 habe ich mir dieses externe Plattengehäuse gekauft, um an meine Dreambox auch eine externe Platte anschließen zu können. Dies Gehäuse hat eine optionale zusätzliche Stromversorgung (die Stromversorgung über USN hat bei der Dreambox nicht gereicht) und einen eSATA-Anschluss.

  • Gehäuse: ICY Box IB 266 STUSD-B EUR 44,98
  • Platte: Samsung HM320Ji, 320GB, SATA, …

ICY BOX 221 SATA

Eine schöne 2,5″-Platte hatte ich mir für den NetworkMediaPlayer IStar HD Mini als interne Platte zugelegt. Allerdings funktioniert die IStar HD Mini nicht richtig und ich habe sie nach USA retourniert. Deshalb habe ich am 8.5.2008 dieses externes SATA-Gehäuse für die Platte gekauft.

  • Gehäuse: ICY Box 221 STU-B
  • Platte: Samsung HM320Ji, 320GB, SATA, …
  • Verwendung: Datensicherung meiner Videos

Sarotech 3.5″

Zur Datensicherung verwende ich eine 3,5″ Festplatte in einem externen Gehäuse mit USB-Anschluss.

  • Gehäuse: Sarotech HardBox 3,5″ USB 2.0 (Model No. FHD-353) (Netzteil im Gehäuse, keine Schrauben) http://www.sarotech.com (14.4.2006 bei http://www.hsecomputer.de für EUR 50,65)
  • Platte: Seagate Barracuda 7200.7, 200 GB (3,5″ Festplatte zur Datensicherung)
  • Verwendung: Datensicherung von was?????

ICY BOX 250U

Um auf Reisen etwas zusätzliche Speicher zu haben, verwende ich eine 2,5″ Festplatte in einem externen Gehäuse mit USB-Anschluss.

  • Gehäuse: Icy BOX 250U, 2,5″ USB2 (11.03.2006 für EUR 22,00)
  • Platte: Hitachi Travelstar 7k100, 80 GB, 7200 rpm
  • Platte alt: Fujitsu MHR2030AT 30 Gigabyte
  • Verwendung: Datensicherung meiner iTunes Music

UltraBay Slim

Für meinen Notebook ComputerT41 verwende ich:

  • Gehäuse: UltraBay SLIM für IBM ThinkPad T41
  • Platte: Hitachi Travelstar HTS721080G9AT00, 7200rpm, 80GB, ATA/IDE
  • Verwendung: beruflich

NAS Festplatten

Siehe: NAS

Festplatten für Notebooks

Das sind die sog. 2,5″ Platten

  • Bus: IDE/ATAPI connector: 44 pin IDC
    • 9,5 mm Bauhöhe, 12,0 ms mittlere Zugriffszeit, 5400 rpm / 7200 rpm
    • UDMA = Ultra Dircet Memmory Access (44-poliger Stecker)
    • UDMA mode 5 = ATA-100 = 100 MB/s
    • UDMA mode 6 = ATA-133 = 133 MB/s
  • Bus: SATA
    • SATA 150 MB/s (1,5 Gb/s) 5400 rpm
    • SATA 300 MB/s (3,0 Gb/s) 7200 rpm

Festplatten für Datensicherung

Die Datensicherung eines jeden Computers möchte ich auf eine 2,5″ externe Festplatte machen.

Ausgesucht habe ich als Festplattenmodell, das was in meines neuestes Notebook (ComputerKragenbaer) eingebaut ist:

Recherchen für Aufrüstung ComputerT41

April 2006

Kapazität Modell Preis Bemerkungen
80GB Fujitsu MHV2080AM € 90 ATA-100, 8 MB Buffer, 5800 U/min, geräuscharm 36 dBA
80GB Fujitsu MHV2080AT  ? 4200 U/min
60GB Hitachi Travelstar 7K100  ? 7200 U/min
80GB Hitachi Travelstar HTS721080G9AT00 € 128,49 7K100, ATA6, 7200 U/min
100GB Hitachi Travelstar 7K100  ? 7200 U/min

16.05.2006 Hitachi Travelstar 80GB gekauft bei http://www.ble-computer.com

Siehe auch: Shopping

Recherchen für Aufrüstung ComputerLonzo

Kapazität Modell Preis Bemerkungen
40 GB Toshiba MK4025GAS, 4200 rpm, xMB Cache 178 € mc Systemhaus
60 GB Toshiba MK6021GAS, 4200 rpm, 2MB Cache 151,99 € ble-computer
60 GB Toshiba MK6022GAX, 5400 rpm, 16MB Cache 180,49 € ATA-5, 44 pin IDC, DMA/ATA-100 (Ultra), ble-computer
80 GB Toshiba MK8025GAS, 4200 rpm, 2MB Cache 191,49 € ble-computer
20 GB IBM/Hitachi IC25N020ATDA04, 4200 rpm, 2MB Cache 91,50 € ATA-5 (zur Zeit eingebaut)
40 GB IBM/Hitachi IC25N040ATCS04, 4200 rpm, 2MB Cache 109,50 € ATA-5 Travelstar 40GN ble-computer
40 GB IBM/Hitachi IC25N040ATCS05, 5400 rpm, 8MB Cache 149,00 € ATA-5 online-shopping-portal (ThinkPad)
60 GB IBM/Hitachi IC25N060ATMR04, 4200 rpm, 2MB Cache 160 € zzgl. Versand ATA-6 Travelstar 80GN = 9,5 mm www.mix-computer.de
60 GB IBM/Hitachi IC25N060ATCS05, 5400 rpm 215 € ATA-5 Travelstar 60GH = 12,5 mm !!!!!
80 GB IBM/Hitachi IC25N080ATMR04, 4200 rpm, 8MB Cache 205,93 € ATA-6 Travelstar 80GN = 9,5 mm www.imsuperstore.de
80 GB IBM/Hitachi IC25N080ATxx05, 5400 rpm 265 €

Bezugsquellen

— Main.DietrichKracht – 01 May 2006

Computer: Telefonieren und Internet mit T-Mobile (aus Wiki)

Telefonieren und Internet mit T-Mobile (aus Wiki)

T-Mobile gehört zu: Telefonieren
Siehe auch: Mobiles Internet, MobilfunkProvider

T-Mobile Prepaid-Tarif

  • Die Prepaid-Tarife heissen bei T-Mobile Xtra.
    • Mein Tarif: Xtra Click – 1. Gen
    • Mit diversen kostenlosen Optionen (Weltweit, Xtra Data etc.)
  • Prepaid Datentarif: (Mobiles Internet)
    • Mein Tarif: Xtra Web’n’Walk DayFlatPac 10 Euro
    • Mit der Option: Xtra Data

Wenn man nur wenig telefoniert aber ab und zu eine Internetverbindung braucht, sind solche Prepaid-Tarife eine sinnvolle Lösung.

Andere Anbieter

Prepaid-Kontostand bei T-Mobile abfagen

  • 2000 anrufen (“Kontoservice”, kostenlos)
  • oder SMS anfordern: *100# senden

Das T-Mobile Prepaid-Konto aufladen

Direktaufladung per Mobiltelefon

  • Anrufen: 2000 (Ruf) (Es meldet sich der T-Mobile Kontoservice)
  • Drücken: “3”
  • Eingeben: PIN2 und “#”
  • Betrag wählen: 1=15€ oder 2=30€ oder 3=50€

Mit der Extra Cash Nummer

  • Eingeben: *101*extracashnummer#

Im Internet

Meine Mobilbox bei T-Mobile

  • 3311
  • 0172 13 4010729
  • +49 171 2523311

Der Service von T-Mobile im Internet

— Main.DietrichKracht – 11 Mar 2007

Astrofotografie: PegasusAstro FlatMaster

Gehört zu: Astrofotografie, Calibration Frames
Siehe auch: Meine Astro-GerätelisteWie mache ich Flat Frames?
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 22.12.2022

Flat Frames mit dem PegasusAstro FlatMaster

Am 26.9.2020 erhielt ich die PegasusAstro FlatMaster 120 mm aus den Niederlanden (http://www.ganymedes.nl) für Euro 169,–.
Dieses Modell war bei meinen Standard-Händlern vergriffen, weil PegasusAstro jetzt größere Modelle herstellt.

Ein dim-bares EL-Panel mit einem Durchmesser von 120mm. Es passt perfekt auf mein Teleskop Orion ED80/600.

Die Spannungsversorgung (5V) und Helligkeitssteuerung erfolgt über ein einziges Kabel, ein Standard USB ohne Inverter und ähnlichen Schnickschnack..

Mit diesem Teil kann ich endlich ganz bequem gute Flat Frames zum Kalibrieren meiner Astro-Fotos (der Light Frames) machen.

Die Helligkeitssteuerung kann über eine vom Hersteller gelieferte Windows-Software (Standalone Software) erfolgen. Alternativ kann ich über ASCOM die Helligkeit steuern z.B. mit meiner Aufnahme-Software APT und auch mit N.I.N.A.

Abbildung 1: PegasusAstro FlatMaster 120 (Google Drive: PegasusFlatMaster-00.jpg)

Astronomie: NGC 281 der Pacman-Nebel

Gehört zu: Beobachtungsobjekte
Siehe auch: HII-Regionen, Eta-Carinae-Nebel, Filter, Andromeda-Nebel, Meine Astrofotos
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 22.12.2022

NGC281 der Pacman-Nebel

NGC 281 der sog. Pacman-Nebel ist ein Emissionsnebel in der Cassipeia.

Er ist ein klassisches H-Alpha-Objekt für kleinere Teleskope.

  • Scheinbare Hellikeit von 7,4 mag
  • Scheinbare Ausdehnung von 35′ x 30′
  • NGC 281 ist ein Emissionsnebel und strahlt vorwiegend in H alpha.
  • Entfernung 9500 Lichtjahre.

Im September 2020 habe ich ein Foto von NGC 281 erstellen können, was ich mit APP bearbeitet habe.

Die Lichtverschmutzung in Hamburg-Eimsbüttel (Bortle 7) konnte ich ganz gut mit meinem Tri-Narrowband-Filter bekämpfen.

Abbildung 1: Foto von NGC 281 (Google Drive: 20200920_NGC281_G300_120s_beschriftet.jpg)

Diese Fotografie habe ich aus dem lichtverschmutzten Hamburg-Eimsbüttel gemacht. Dabei hat ein Tri-Narrowband-Filter geholfen.

Astrofotografie: Mars

Gehört zu: Das Sonnensystem
Siehe auch: Merkur, Venus, Jupiter
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 26.12.2022

Was bestimmt die Sichtbarkeit des Mars?

Mars ist ein äußerer Planet, wie Jupiter, Saturn etc.; d.h. von der Erde gesehen kann man den Mars immer im Süden sehen so um die Zeit der der Opposition.
Die Umlaufszeit den Mars um die Sonne beträgt 687 Tage. Daher ist der Abstand zwischen zwei Marsopposotionen ca. 687 * 365,25 / (687 – 365,25) = 780 Tage = 2 Jahre und 50 Tage.

Wegen seiner relativ stark elliptischen Bahn schwankt seine Oppositionsentfernung zwischen 57 und 101 Mio km. Dementsprechend schwankt zur Zeit einer Mars-Opposition seine scheinbare Helligkeit zwischen -2,9 mag und  -1,2 mag und sein scheinbarer Durchmesser zwischen 25″ und 14″.

Scheinbare Größe des Mars am Himmel (Datum: Opposition zur Sonne bzw. minimaler Abstand von der Erde)

Datum Entfernung
[Mio km]
Scheinbarer Durchmesser
[Bogensekunden]
Helligkeit [mag] Deklination
27. Juli 2018 57,7 24,3 -2,78 -25° 50′
13. Okt 2020 62,1 22,6 -2,62 +5° 52′
08. Dec 2022 81,5 17,2 -1,81 +24° 56′
16. Jan 2025 96,1 14,6 -1,37 +24° 50′
20. Feb 2027 101,4 13,8 -1,21 +15° 25′
29. Mar 2029 96,8 14,5 -1,32 +1° 40′

Zur Oppositionszeit steht der Mars ja um Mitternacht im Süden. Da er sich ungefähr auf der Ekliptik bewegt, schwankt seine Deklination dann zwischen +23 und -23°. Durch diese Parameter wird auch die Sichtbarkeit von meiner Terrasse in Hamburg-Eimsbüttel beeinflusst.

Im Oktober 2020 haben wir eine vom Standort Hamburg “gute” Marsopposition. der Marsdurchmesser liegt dann bei 22 Bogensekunden und seine Deklination liegt bei 6 Grad Nord. Die Planetarium-Software Stellarium zeigt mir, dass ich das sogar von meiner Terrasse in Eimsbüttel beobachten könnte. Um das kleine Marsscheibchen etwas größer auf meinen Sensor zu bekommen, plane ich meine Barlowlinse einzusetzen.

In Stellarium hatte ich schon früher meine Horizontline aus den umstehenden Häusern als sog. “Landschaft” in abgebildet. So konnte ich sehr schön planen, wann ich den Mars bequem von meiner Terrasse aus sehen könnte.

Abbildung 1:  Stellarium mit Landschaft “Terrasse” (Google Drive: 20201004_Stellarium_Mars.jpg)

Die Keplerschen Gesetze

Johannes Kepler hatte Glück, dass er als erstes die Marsbahn, welche eine relativ große Exzentrizität hat, mit den Messungen von Tycho Brahe untersuchen konnte.  Kepler fand heraus, das es Ellipsen sind, in denen die Planeten um die Sonne kreisen.

Meine Fotos vom Mars

Fotos eines einzelnen Sterns sind meist nicht wirklich eindrucksvoll. Eine besondere Sternen-Konstellation, zusätzliche Horizontobjekte bzw. Landschaft oder gar Zeitreihen könne so ein Foto eindrucksvoller machen.

Mars am 05.10.2020 in Hamburg-Eimsbüttel

Alle redeten von der phanastischen Sichtbarkeit des Mars im Oktober 2020. Bei mir zuhause habe ich aber keinerlei Sicht nach Süden, weil da das hohe Haus steht. Das hat mich irgendwann doch genervt und ich konsultierte die Software Stellarium (s.o.), um die Marssichtbarkeit von meiner Terrasse aus zu prüfen.

Dies ist nun das “Beweisfoto”, das ich am 05.10.2020 gegen 23:30 Uhr (UTC+2) von meiner Terrasse in Hamburg-Eimsbüttel machen konnte (Einzelaufnahme mit DSLR Sony NEX-5R, f=50mm, ISO 1600, 10 sec, Blende 5,6). Das “Beweisfoto” zeigt den Mars wie er über den Dachfirst in unserem Innenhof am Schornstein klettert. Der Stern kurz über dem Mars ist µ Piscium. Nach ca. einer Stunde wird der Mars dann wieder rechts hinter dem Haus verschwunden.

Abbildung 2: Beweisfoto Mars am Schornstein (Google Drive: DK_20201005_02353_beschriftet.jpg)

Links zum Thema Mars

https://www.waa.at/hotspots/planeten/mars-2019-2021/index.html

https://www.astronomie.de/das-sonnensystem/planeten-und-monde/der-mars/

https://www.heavens-above.com/mars.aspx

Marssichtbarkeit im Jahre 2020

Im Jahre 2020 habn wir eine gute Oppositions-Sichtbarkeit im Oktober.

Bild entnommen aus (Copyright):  https://www.waa.at/hotspots/planeten/mars-2019-2021/index.html

Abbildung 3: Marsoppositionen 2001-2050 (Copyright WAA)

oppositionen2001-2050-700.png

Copyright: Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie (WAA)

Link: http://www.waa.at//hotspots/planeten/mars-2021-2023/index.html

Aus: Jean Meeus, 1983-1995. Astronomical Tables of the Sun, Moon and Planets. Willmann-Bell, Inc., Richmond, Virginia. Here Part 2: Oppositions of Mars 0-3000; pp. 61-96.

Astronomie: Software Astro Pixel Processor APP

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Stacken, Tri-Narrowband-Filter, Pacman-Nebel, Sirl
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 26.12.2022

Astro-Software: Astro Pixel Processor

Eine in den letzten Jahren neu ins Blickfeld geratene Astro-Software ist der “Astro Pixel Processor” abgekürzt “APP”.

Funktionen von APP:

  • Calibration (Darks, Flats, Biases)
  • De-Bayering (De-Mosaicing)
  • Stacking
  • RGB Manipulationen
  • Remove Light Pollution and Gradients
  • Calibrate Background
  • Calibrate Star Colors
  • Stretching
  • u.a.

Die Software ist leider nicht kostenfrei, sondern kostet in Miete jährlich Euro 60,- (+MWSt) oder als Kauf einmalig Eur 160,-  (+MWSt).

Download: https://www.astropixelprocessor.com/free-30-day-trial/

Forum: https://www.astropixelprocessor.com/community/main-category/

Versions:

  • 2020-04-15 – APP 1.079
  • 2020-06-19 – APP 1.080
  • 2020-06-27 – APP 1.081
  • 2020-07-09 – APP 1.082
  • 2022-03-08 – APP 1.083.4
  • 2022-09-02 – APP  2.0.0-beta4

1.082 has full support for FITS, Canon CR2 & CR3, Nikon NEF, Sony ARW, Pentax PEF, Olympus ORF, Leica RWL & RAW, Panasonic RW2 & RAW & Hasselblad 3FR & fff, Fujifilm RAF including SuperCCD & X-Trans, TIFF, JPEG file formats.

Der APP wird gerne als einfacherer “Ersatz” für das komplizierte PixInsight bezeichnet – neuerdings (2024) kommt auch die Software Sirl hier ins Spiel.

Der Astro Pixel Processor kann auf der einen Seite ein sehr genaues Stacking mit Calibration Frames (Darks, Flats, Biases) vornehmen; auf der anderen Seite kann das gestackte Bild noch ein wenig nachbearbeitet werden (Light Pollution,. Gradients, Background, Star Colors etc.).

Mein Workflow zum Stacken mit Astro Pixel Processor

Hierzu fand ich zwei Youtube-Videos von AstroStace:

Ich habe eine 30-Tage-Trial-Lizenz erworben und am 6.10.2020 aktiviert.

Nach der Installation auf meinem Computer Asusbaer habe ich beim ersten Aufruf einige Parameter eingstellt:

  • Anzahl zu benutzende Cores: 3 von 4
  • Wieviel Hauptspeicher darf benutzt werden: 4 GB von 8 GB
  • Einstellen des Arbeitsverzeichnisses
  • Kästchen “Multi-Session Processing”: Uncheck
  • Enter DeepSky obkect name: z.B. M31

Danach geht es mit dem Stacken der in der Nacht aufgenommenen Einzelbilder los, wobei die Tabs in der linken Seite des APP-Hauptbildschirms nacheinander aktiviert werden:

0) RAW/FITS
1) LOAD
2) CALIBRATE
3) ANALYSE STARS
4) REGISTER
5) NORMALIZE
6) INTEGRATE

Workflow Teil 0: Einstellungen

MultiSession ausschalten

Workflow Teil 1: Integration

Bei “0) RAW/FITS” etwas einstellen

Meine Kamera ist eine ZWO ASI294MC Pro; dafür sind folgende Einstellungen erforderlich:

  • Bayer pattern: RGGB
  • (De-Bayer-) Algorithm: adaptive airy disk
  • Force Bayer CFA  (CFA = Color Filter Array)

Auf dieser Basis macht APP an verschiedenen Stellen im Workflow ein “De-Bayering” – also nicht alles gleich am Anfang.

Bei “1) LOAD” laden der Einzelbilder

Zuerst die Light Frames. Diese erscheinen dann im unteren Bildschirmbereich, der File List, tabellarisch.

Dann die Dark Frames (oder ein Masterdark)

Dann die Bias Frames (oder ein Master Bias)

Dann die Flat Frames (oder ein Master Flat)

Bei “2) CALIBRATE” klicken wir wie folgt:

Der APP erstellt Master Darks, Master Flats und Master Biases und ordnet diese den Light Frames zu.
Alle Einstellungen können so bleiben, wie sie vorgeschlagen werden.

  • Optional kann eine “Bad Pixel Map” erzeugt werden.
  • Optional kann versucht werden ein “Amp Glow” bzw. ” Electro Luminescence” zu reduzieren: “Adaptive pedestal/Reduce Amp Glow”
  • Zum Schluss die Schaltfläche “Create Masters & Assign to Lights”  bzw. “(Re-)Assign Masters to Lights” wenn die Masters schon da waren.

Bei “3) ANALYSE STARS” macht APP folgendes:

APP ermittelt in jedem Light Frame, wieviele Sterne dort erkannt werden können.
Alle Einstellungen können so bleiben, wie sie vorgeschlagen werden.

  • Schaltfläche “Analyse Stars”

Bei “4) REGISTER” macht APP folgendes

Es wird ermittelt, mit welchen kleinen Verschiebungen die Light Frames genau übereinander passen würden.

Optional kann man selbst einen Light Frame als sog. “Reference Frame” bestimmen,

  • Schaltfläche “Start Registration”

Bei “5) NORMALIZE” macht APP folgendes

Gerne wird (optional) angehakt: “Neutralize background”

  • Schaltfläche: “Normalize Lights”

Bei “6) INTEGRATE” macht APP folgendes

Die Light Frames werden zu einem Summenbild übereinandergelegt, wobei noch bestimmte Einstellungen diesen Prozess beeinflussen können:

Weights: Quality

Integrate: Average

Mode: Reference/Full/Crop

Outlier Rejection: LN MAD Winsorized Rejection

  • Schaltfläche: “Integrate”

Wenn das fertig ist, bekommt man unten in der “File List” eine neuen Eintrag “INTEGRATE 1”.
Darauf einen Doppel-Klick und das Summenbild wird in das große Hauptfenster, den “Image Viewer”, zur Anzeige geladen und rechts oben erscheint das Histogramm…

Work Flow Teil 2: Postprocessing

Jedes Bild, was unten in der “File List” ist, kann APP mit “TOOLS” nachbearbeiten.

Ein bereitsvorhandenes Bild (am besten ein noch linerares Summenbild) kann über “Working Directory” und “1) LOAD” in die “File List” geholt werden.

Bei “9) TOOLS” kann ein Bild (z.B. das Summenbild) noch ein wenig bearbeitet werden…

Bei “9) TOOLS” kann man das im Viewer angezeigte Bild noch weiter bearbeiten (sog. postprocessing). Dazu werden folgende Schaltflächen angezeigt:

  • Batch Modify
  • Batch Rotate/Resize
  • Correct Vignetting
  • Remove Light Pollution
  • Calibrate Background
  • Calibrate Star Colors
  • Combine RGB
  • HSL selective color

Visuelle Einstellungen

Um den Effekt der diversen Schritte im Postpropcessing besser beurteilen zu können, stellen wir das Bild im Image Viewer besonders “fein” ein (das hat keinen Einfluss auf das gespeicherte Bild; lediglich die Anzeige im Image Viewer wird beeinflusst).

Häckchen bei “neutralize BG”   (macht nicht viel)

Häkchen bei “Saturation” und dann die Schieberegler SAT (=Saturation) und SAT TH (=Saturation Treshold)

Postprocessing

Beim Postprocessing mit Astro Pixel Prozessor kommt es darauf an, die Schritte wirklich in der vorgegebenen Reihenfolge zu durchlaufen, also:

  • Remove Light Pollution / Gradients
  • Calibrate Background
  • Calibrate Star Colors

Man kann durchaus mit dem Schritt “Calibrate Star Colors” anfangen. Der prüft nämlich, ob man schon “Remove Light Pollution” gemacht hat und wird ggf. anbieten dies nachzuholen.

Ebenfalls zu beachten ist, dass hier immer nur “lineare” (d.h. noch nicht gestretched) Bilder richtig bearbeitet werden können.

Schaltfläche “Remove Light Pollution”  (Light pollution and Gradients)
  • APP will dann ein “Light Pollution Model” bauen, wozu man mindestens 5 kleine Rechtecke im Bild mit der Maus zeichnen soll, wo “nur Hintergrund” ist.
  • Um besser zu erkennen, wo im Bild “nur Hintergrund” ist, sollte man verher den Stretch (rechts) auf Maximum einstellen.
  • Wenn genügend Rechtecke gezeichnet sind, klicken wir auf die Schaltfläche “Calculate”
  • Wenn wir auf die Schaltfläche “Show Corrected Image” klicken, wird das LIght Pollution Model angezeigt und der Text auf der Schaltfläche ändert sich in “Show Correction Model”
  • Wenn wir nun ein weiteres Mal auf diese Schaltfläche (“Show Correction Model”) klicken, wird das Model auf das Bild angewendet.
  • Dann klicken wir auf die Schaltfläche “OK & Save”, um das korrigierte Bild abzuspeichern – am besten noch als FITS-Datei.
  • Das so korrigierte Bild erscheint dann unten in der File List unter “Other / Processed 1”
Schaltfläche “Calibrate Background”   (das machen wir jetzt also zum zweiten Mal)

Im Gegensatz zum “Neutralize BG”, wo der Background über das ganze Bild auf neutral grau gesetzt wird, bedeutet “Calibrate Background” dass nur die durch Kästchen selektierten Bereiche als Background angesehen werden und für diese die Korrektur berechnet wird, die dann auf das ganze Bild angewendet wird.

  • APP will dann ein “Background Model” bauen, wozu man mindestens 5 kleine Rechtecke im Bild mit der Maus zeichnen soll, wo “nur Hintergrund” ist.
  • Wenn genügend Rechtecke gezeichnet sind, klicken wir auf die Schaltfläche “Calculate”
  • Wenn wir auf die Schaltfläche “Show Corrected Image” klicken, wird das LIght Pollution Model angezeigt und der Text auf der Schaltfläche ändert sich in “Show Correction Model”
  • Wenn wir nun ein weiteres Mal auf diese Schaltfläche (“Show Correction Model”) klicken, wird das Model auf das Bild angewendet.
  • Dann klicken wir auf die Schaltfläche “OK & Save”, um das korrigierte Bild abzuspeichern – am besten noch als FITS-Datei.
  • Das so korrigierte Bild erscheint dann unten in der File List unter “Other / Processed 2”

Tipps dazu: Saturation dafür auf Maximum, Saturation Threshold auf Minimum, Kästchen ganz klein ziehen und sukkseszive schauen, was passiert…

Schaltfläche “Calibrate Star Colors

Wenn man “Calibrate Star Colors” anklickt, prüft APP, ob man “Remove Lightpollution/Gradients” gemacht hat…

Hierfür jetzt größere Sternfelder auswählen und kontrolliert mit den Schiebereglern probieren…

Wir bekommen zum Ergebnis auch zwei Diagramme der Farbverteilung. Das sollte einigermaßen symmerisch zur Diagonale aussehen. Ggf. kann man an den Schiebereglern vorsichtig manipulieren und einen erneuten Farbabgleich machen – solange bis es “gut” aussieht.

Schaltfläche “HSL Selective Color
  • xyz
Rechts: Stretchen und mehr

Wir können rechts an den Reglern (z.B. Stretch, Saturate,…) Veränderungen vornehmen. Erst wenn man rechts auf die Schaltfläche “Save” klickt, werden die Änderungen (ggf. nicht mehr linear) als TIFF-Datei gespeichert.

So ein TIFF-Bild kann man ausserhalb von APP weiter bearbeiten z.B. mit Topas AI.

Mein Workflow für Bicolor mit Astro Pixel Processor

Ich versuche ja gerade mit einem Tri Narrowband Filter aus dem lichtverschmutzten Hamburg heraus mit meiner OSC-Kamera zu fotografieren. Narrowband und Farbkamera, da rümpfen die “alten Hasen” sofort die Nase. Aber mit dem Einzug der Tri- oder Quad-Narrowband-Filter kann man ja mit einer einzigen Farbaufnahme evtl. der Lichtverschmutzung ein Schnäppchen schlagen.

Hierzu fand ich das Youtube-Video von AstroStace:  Narrowband Imaging with a Triband OSC Filter sehr hilfreich für meine eigene Stituation.

Das Video von AstroStace zeigt zwei alternative Möglichkeiten, mit APP solche Bilder schön zu bearbeiten…

Alternative 1: De-Bayer-Algorithmus “Ha-OIII color”

Dazu stellen wir bei “0) RAW/FITS” ein:

  • Bayer pattern: RGGB
  • (De-Bayer-) Algorithm: Ha-OIII color
  • Force Bayer CFA  (CFA = Color Filter Array)

Und dann den “normalen” Workflow wie oben.

Alternative 2: “Extract Ha” and “Extract OIII” and recombine

Dazu müssen wir den ganzen Stacking-Workflow (s.o.) zweimal durchführen mit zwei verschiedenen Einstellungen bei “0) RAW/FITS“:

  • mit: (De-Bayer-) Algorithm: Ha-OIII extract Ha
  • mit: (De-Bayer-) Algorithm: Ha-OIII extract OIII

So erhalten wir zwei Mono-Fotos – am besten im Format 16-Bit-TIFF gespeichert. Diese müssen wir dann wieder zu einem RGB-Bild zusammensetzen. Das geht mit APP so:

Im Tab “9) Tools” klicken wir auf den Schaltfläche “Combine RGB” und dort auf “Add”. Dort wählen wir die beiden Mono-Fotos (s.o.) aus und geben ihnen sprechende Namen.

Dann folgen als Verarbeitungsschritte:

  • Red: 100% in Hydrogen alpha & Calculate
  • Green: 80% in OIII and & 20% in Hydrogen alpha  & Calculate
  • Blue: 85% in OIII and 15% in Hydrogen alpha & Calculate

Und schließlich “SAVE” als 16-Bit TIFF (rechts oben).

Damit geht’s dann weiter in Adobe Photoshop.

Siehe auch: Adobe Photoshop

Was machen wir in Adobe Photoshop:

  1. Ränder abschneiden: Crop
  2. Schwarzpunkt setzen: Image -> Corrections -> …

Beispiel: 1:  NGC 281 mit Tri-Narrowband-Filter gemäß Alternative 1 bearbeitet

Abbildung 1: Pacman-Nebel mit Tri-Narrowband-Filter (Google Drive: 20200920_NGC281_G300_120s_beschriftet.jpg)

Dieses Foto habe ich auch im Artikel NGC 281 beschrieben.