Beobachtung - Dunkeladaption:

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Wie bringen erfahrene Beobachter ihre Augen dazu, mit möglichst wenig Licht auszukommen - und wie funktioniert das Sehen in der Dunkelheit generell? Nach der Lektüre dieses Beitrags sollte jeder unserer Leser imstande sein, die bestmögliche Nachtsichtfähigkeit aus seinen Augen herauszuholen. 

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Beobachtung - Dunkeladaption

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Die Augen der (meist) tagaktiven Menschen sind für das Sehen in hellem Tageslicht optimiert, zeigen aber in der Dämmerung und vor allem nachts einige konstruktionsbedingte Schwächen.

Grundsätzlicher Aufbau, Farbsehen und Auflösungsvermögen:
Im Prinzip ähneln unsere Augen einer sehr einfachen Kamera - eine einfache Konvexlinse mit variabler Brennweite, die durch eine Blende mit variabler Öffnung abgeblendet wird, fokussiert das einfallende Licht auf die Netzhaut. Auf dieser befinden sich zwei verschiedene Rezeptoren, die Stäbchen und die Zapfen. Etwa 95% der Gesamtfläche werden von ca. 120 Millionen Stäbchen gebildet, allerdings sind stets mehrere Stäbchen an einer Nervenfaser ´angeschlossen´, wodurch das Auflösungsvermögen (normal ca. 1´) bei reinem ´Stäbchensehen´ auf ca. 50% herabgesetzt ist. Dafür sind die Stäbchen deutlich empfindlicher als die Zapfen, jedoch kann man mit ihnen keine Farben wahrnehmen. Denn dafür sind die Zapfen verantwortlich, die sich nur auf die restlichen 5% der Netzhautfläche verteilen und zum ´Betrieb´ wesentlich mehr Licht brauchen. Man könnte also grob zusammenfassen: Die Stäbchen liefern die Hell-Dunkel-Informationen bei geringem Lichtbedarf und hoher Auflösung, während die Zapfen nur die Farbinformationen liefern, allerdings bei nur geringer Auflösung. Und das ist auch der Grund dafür, daß wir unterhalb einer gewissen Helligkeit nur noch monochrom sehen können. ´Nachts sind alle Katzen grau´. Sehr wichtig zu wissen!

Die Öffnung:
In der Dunkelheit öffnen sich unsere Pupillen auf maximal 7mm, wobei es hier einige individuelle Unterschiede gibt. Auch das Alter spielt hier eine zusätzliche Rolle - mit zunehmendem Alter geht die ´Maximalöffnung´ um 1-2mm zurück, was die Nachtsichtfähigkeit zusätzlich einschränkt. Die Weitung der Pupillen erfolgt sehr rasch, so daß wir nicht völlig blind sind, wenn es plötzlich dunkel wird. Aber damit hat die eigentliche Dunkeladaption noch gar nicht wirklich begonnen, es ist nur eine ´Schnellösung´. Die Maximalöffnung unserer Pupillen definiert übrigens auch die minimal sinnvolle Vergrößerung eines Teleskops bzw. die maximal sinnvolle Austrittspupille.

Der Sehvorgang:
Wenn auf so ein Stäbchen viel Licht fällt, dann findet ein chemischer Vorgang statt, der einen elektrischen Reiz erzeugt, der wiederum über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet wird. Bei diesem chemischen Vorgang wird das Rhodopsin ("Sehpurpur") in Retinal und Opsin aufgespaltet und muß wieder ersetzt werden. Es dauert eine ganze Weile, etwa eine halbe Stunde, bis über das Pigmentepithelium (Zellschicht hinter der Netzhaut) wieder genügend Rhodopsin aufgebaut werden kann. Erst dann, wenn wir von diesem ´Sehstoff´ einen ausreichenden Vorrat aufgebaut haben, sehen wir mit optimaler Helligkeit. Und das verbessert sich erfahrungsgemäß auch noch nach besagter halber Stunde.

RotlichtlampeStörung der Dunkeladaption
Nur ein kurzer Blick in ein helles Licht - besonders gut eignet sich da ein aufgeblendeter Autoscheinwerfer mit Xenonlicht - und die mühsam erworbene Dunkeladaption ist schlagartig weg. Denn das Rhodopsin ist in Sekundenschnelle verbraucht und muß wieder neu aufgebaut werden. Glücklicherweise zerfällt das Rhodopsin nicht bei größeren Wellenlängen. Das hat zwar den Nachteil, daß die Stäbchen sozusagen ´Rotblind´ sind, aber dafür wird die Dunkeladaption durch rotes Licht mit ausreichender Wellenlänge nicht weiter beeinträchtigt. Besonders gut geeignet zur ´Rhodopsinschonenden´ Beleuchtung sind rote Leuchtdioden, die im tiefroten Licht mit nur einer einzigen Spektrallinie leuchten. Solche Lampen sind daher bei erfahrenen Spechtlern als ´Astro-Lampe´ (Abbildung rechts) besonders beliebt.

Der Gelbe Fleck und das ´indirekte Sehen´
Wenn wir etwas genau betrachten, dann schauen wir es ´geradeaus´ an. Und das bedeutet, wir projizieren es unbewußt möglichst genau auf die Mitte unserer Netzhaut. Das ist auch gut so, denn hier haben wir den ´Gelben Fleck´, ein Bereich auf unserer Netzhaut, in dem die Dichte unserer Farbrezeptoren, den Zapfen, besonders hoch ist. Und das bedeutet bestmögliche Auflösung bei ausreichender Lichtintensität. Wenn wir jedoch durch das Teleskop ein lichtschwaches Objekt auf diese Weise genau betrachten, tun wir genau das Falsche! Denn gerade hier ist die Dichte der lichtempfindlichen Stäbchen am geringsten und die vielen Zapfen sind hier nutzlos. Erfahrene ´Spechtler´ blicken also immer etwas (so um 25°) daneben und nutzen die in diesem Bereich höchste Dichte der Stäbchen.

Spektrale Empfindlichkeit
Die spektrale Empfindlichkeit der Zapfen und Stäbchen unterscheiden sich geringfügig voneinander. Während die Zapfen bei 555 nm (Grasgrün) die bestmögliche Lichtausbeute haben, ist die Effizienz bei den Stäbchen um 507 nm (Türkis) am höchsten. Dadurch können wir einen Planetarischen Nebel mit starken Sauerstofflinien (OIII, 495,9/500,7nm) besonders gut erkennen (Beispiel: NGC 1535), während ein Emissionsnebel mit starker Wasserstofflinie (Hα, 656,28nm) und wenig ausgeprägter Sauerstofflinie (z.B. der Konusnebel) visuell praktisch nicht mehr wahrgenommen werden kann.

Die Sehfähigkeit im Dunkeln weiter steigern
Wie bringt man möglichst viel ´Sehstoff´ in die Zäpfchen? Erfahrene Beobachter sorgen für eine möglichst gute Durchblutung des Pigmentepithelium und einen möglichst guten Sauerstofftransport dorthin. Sie verzichten auf Nikotin und Alkohol, trinken immer wieder warmen Tee (keinen Kaffee!) und bringen ihren Kreislauf durch ein kurzes Lauftraining in Schwung. Bei letzterem sollte man im Dunkeln schon genau wissen wohin man läuft, so manch einer hat sein Teleskop erst in der folgenden Morgendämmerung wiedergefunden....


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