Lichtreflexion

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo,

ich hoffe das ich hier richtig bin.

Wie viel Prozent von Licht kann man maximal mit einem Standard-Spiegel reflektieren?

Wenn ich z.B. ein System, wie CELESTRON-SCHMIDT-Teleskop baue, mit Spiegelbeschichtung wie bei „normalen Spiegeln“ (wie z.B. bei Auto-Scheinwerferreflektoren) benutze. Wie viel Licht kommt am Sammelpunkt tatsächlich an, wenn das Licht über zwei oder mehreren Spiegeln reflektiert wurde?

Ich möchte keinen Teleskop bauen, mich interessiert nur wie viel Prozent vom Licht und Wärme ein Spiegel reallistig reflektieren kann?
Es soll eine Preisgünstige Beschichtung benutzt werden.

Danke
Mirko

#2

dopppelposting (owt)
…

#3

Hallo,

ich hoffe das ich hier richtig bin.

naj, Physik wäre wohl besser.
Aber bitte immer nur in einem Brett posten!

Wie viel Prozent von Licht kann man maximal mit einem
Standard-Spiegel reflektieren?

Bis über 99% im sichtbaren Spektrum ist durchaus möglich.

Allerdings ist ein normeler Spiegel, wie er an der Wand hängt
ja eine Glasscheibe, die von hinten beschichtet ist.
Deshalb gibt es in diesem Fall hauptsächlich Verluste
meim Übergang aus der Luft ins Glas (ca 10% an der optischen
Grenzfläche Luft-Glas und auch entgegengesetzt).

Diese Verluste treten auch bei Glaslinsen auf, können aber
durch Oberflächenbeschichtungen (Entspiegelung) bis auf wenige
Promille reduziert werden.

Anders sieht es bei sogenannten Oberflächenspiegeln aus,
wie sie z.B. in einem Telekop verwendet werden. da sind
tatsächlich nur die Verluste auf der Reflexschicht von
Bedeutung.
Verschlechtert wird der Spiegel dann nur durch Verschmutzungen
und Verschleiß der Oberfläche (da ist der normale Spiegel an
der Wand im Vorteil, weil die spiegelnde Fläche sehr gut
geschützt ist).

Wenn ich z.B. ein System, wie CELESTRON-SCHMIDT-Teleskop baue,
mit Spiegelbeschichtung wie bei „normalen Spiegeln“ (wie z.B.
bei Auto-Scheinwerferreflektoren) benutze. Wie viel Licht
kommt am Sammelpunkt tatsächlich an, wenn das Licht über zwei
oder mehreren Spiegeln reflektiert wurde?

Abgesehen davon, daß der Reflektor eines Autoscheinwerfers sich
als Spiegel für ein Teleskop überhaupt nicht eignet,
kann man mit so einer Anordnung weit über 90% Licht nutzen.

Ich möchte keinen Teleskop bauen, mich interessiert nur wie
viel Prozent vom Licht und Wärme ein Spiegel reallistig
reflektieren kann?
Es soll eine Preisgünstige Beschichtung benutzt werden.

Neben der Beschichtung ist das Spiegelsubstrat mit seiner
Formgenauigkeit und Oberflächengüte von großer Bedeutung .
Gruß Uwi

#4

Hi,

bei den gebräuchlichen Hobby-Teleskopen wird Aluminium auf den Spiegelträger aufgedampft. Das ergibt eine Reflexion von knapp 87 % des Lichtes. Es gibt manchmal noch „verstärkte“ Mehrfachbeschichtungen, dann kommt man vielleicht auf 95 %.

In der Lasertechnik werden di-elektrische Spiegel genutzt. Diese bestehen gar nicht mehr aus Metall, sondern aus sehr vielen hauchdünnen Schichten durchsichtiger Materialen. Hier kann dann, allerdings beschränkt auf relativ enge Farbbereiche, eine Reflexion von 99,99 % oder mehr erreicht werden.

Gruß
Moriarty

#5

Hallo,

danke für die Antworten und sorry für den Doppelposting aber ich wusste nicht wo ich besser aufgehoben bin.

Mich interessiert eigentlich mehr das Sonnenlicht bzw. die Sonnenenergie.

Wenn ich mit einem Parabolspiegel das Sonnenlicht auffange und ein Lichtstrahl nach hinten erzeuge. Mit wie viel Verlust muss ich rechnen, wenn ich den Strahl noch über 10 Spiegeln umlenke?

Ich würde gerne dafür Standardmaterialen benutzen. Das soll nicht zu teuer werden.

Ist 30 % Verlust realistig? Es geht also mehr um die „Wärmestrahlung“.

Wo kann ich nachlesen welche Beschichtung man nehmen sollte?

Danke

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#6

Hallo,

was willst Du denn bauen … ?

  1. Was ist „nicht teuer“ ? Das erfordert bereits hochgenaue Spiegel, die an der Vorderseite (!) bedampft sind. Aluminium ist hier schon das Richtige.
  2. Nach dem Brennpunkt geht das Licht wieder auseinander. Daher nimmt man dafür Glasfasern, will man nur das Sonnenlicht irgendwohin weit weg leiten, und braucht keine gute Abbildung der Sonnenscheibe.
  3. Bei idealen 90 % pro Spiegel hat man nach 10 Spiegeln noch 34 Prozent übrig.

Daher nochmal, was willst Du bauen ?

Gruß
Moriarty

#7

Hallo,

du kennst ja die Solaranlagen die mit Parabolspiegeln und Stirlingmotor im Brennpunkt arbeiten.
Ich möchten den Brennpunkt bzw. den Lichtstrahl über mehrere Spiegeln umlenken und auf den Stirlingmotor auf dem Boden bzw. im Keller richten.

Mich würde interessieren was mit den Spiegeln machbar ist bzw. mit welchen Verlusten müsste ich rechnen? Alle spiegeln könnte man von Vorne beschichten (wie Teleskopspiegeln)
So würden keine Verluste durch die Glasplatte entstehen.

Die Verschmutzung und andere Umweltfaktoren sollen hier vernachlässigt werden. Es geht nur um die Spiegelbeschichtung bzw. die Verluste die durch Spiegelung entstehen.

Die Kosten sollen im Rahmen einer „normalen“ Spiegelbeschichtung bleiben. Spezi Beschichtungen dürfen etwas Tuerei werden, wenn sich dadurch der Wirkungsgrad um einiges verbessert.
Ich habe auch keine Vorstellungen was man für so was bezahlen muss.
Wo könnte man so was machen lassen?
Das Parabolspiegel könnte man mit normaler Speiegelbeschichtung machen und die Umlenkspiegeln die sollten dann hochwertiger sein. Die Umlenkspiegeln wären auch nicht so goss d = 50 mm.

Danke

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#8

Hi,
das dachte ich mir :smile:

Folgende Probleme gibt es da:

  1. Du brauchst einen recht großen Parabolspiegel, der genau geformt ist und noch dazu exakt der Sonne nachgeführt werden muß
  2. Dieser muß eine Abbildung der Sonne erzeugen (den „Brennpunkt“). In Deinem Fall muß der Brennpunkt ewig weit weg sein, sicher 20 Meter. Je weiter der Brennpunkt weg ist, desto größer ist er. Das heißt, er ist dann kein richtiger „Brennpunkt“ mehr.
  3. Der erste Umlenkspiegel muß vor dem Parabolspiegel liegen, da der Brennpunkt aber so weit weg ist, muß der erste Spiegel auch noch verdammt groß sein.
  4. Du verlierst viel Leistung, am Ende bleiben vielleicht 20 Prozent.
  5. Das ganze ist superteuer, Feinoptik ist nicht von Pappe. Ich rede da von tausenden von Euro.

Ergo würde das niemand jemals im Leben so machen.

Mein Vorschlag:
Nimm einen primitiven Parabolspiegel wie von einem Solarkocher, erhitze im Brennpunkt Öl und pumpe das Öl in einem wärmeisolierten Kreislauf an die Stelle, wo es die Hitze abgeben soll, nämlich im Keller. Da kommt man vielleicht mit ein paar 100 Euro weg, und der Wirkungsgrad ist sicher deutlich besser. Der Sonne nachgeführt werden muß das aber immer noch.

Wenn du es partout optisch haben willst, dann habe ich zwei Anregungen

  1. Baue auf dem Dach einen normalen, flachen Spiegel auf, und lenke das Sonnelicht ans Ziel. Erst dort ist ein Brennglas oder ein Parabolspiegel.
  2. Oder: Mach den PArabolspiegel aufs Dach, und kopple das Licht im Brennpunkt in einen Lichtleiter ein, der dann in den Keller führt.
    Aber optisch ist nicht zweckmäßig, hat einen geringen Wirkungsgrad und ist sehr teuer.

Gruß
Moriarty

P.S.: Es gibt Solarkraftwerke mit „einachsigen“ Spiegeln (sehen wie Schneeräumschaufeln aus), und in der Brenn_linie_ befindet sich ein Rohr, durch daß eine zu erwärmende Flüssigkeit fließt. Der Vorteil ist außerdem, daß das dann auch nur in einer Achse der Sonne nachgeführt werden muß

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#9

Hi,

das mit dem Oil ist nichts ich brauche eine Temperatur von ca. 900 C.

Die mechanische Führung ist kein Thema und stellt überhubt kein Problem . Das lässt sich wunderbar realisieren. Wichtig ist nur was können die Spiegeln dazu leisten?

Ich habe gedacht, dass man z.B. 2 kleiner Parabolspiegeln (z.B. „die Solarkocher“) nimmt und so hat man den Brennpunkt ziemlich nah bei dem Spiegel. Im Brennpunkt, also dort wo mein Topf stehet, würde ich ein Konvexspiegel einsetzen und die Strahlen parallel nach hinten reflektieren. Das ist mit entsprechenden Spiegeln kein Problem oder irre ich da? Diesen Strahl würde ich dann mit weiteren Spiegeln umlenken, dann hätte ich den Brennpunkt wo ich den auch brauche. Oder besser gesagt ich muss nicht den Brennpunkt haben, ich muss nur diesen Lichtstrahl von ca. 2 - 5 cm Durchmesser umleiten . So zusagen quasi Brennpunkt.
Wenn ich den Brennpunkt von zwei Spiegeln bekommen und damit auch die Verluste ausgleiche, dann müsste das mit den Spiegeln klappen ???.
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Das müsste doch so funktionieren oder habe ich bei meinen Überlegungen Fehler gemacht?

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#10

Hi,

nein. Das geht nicht. Glaub es mir bitte einfach…

Du hast ein abbildendes, optisches System. Das kann aus einem, zwei, oder hundert Spiegeln und Linsen und sonstwas bestehen.

Dieses optische System hat eine Brennweite, und dort entsteht das Abbild der Sonne, landläufig als „Brennpunkt“ bezeichnet. Du willst das Abbild der Sonne weit weg vom Spiegel, also ist die Brennweite groß, und damit auch das Abbild der Sonne. Das ist immer so und da kann nicht getrickst werden.

Gruß
Moriarty

#11

Hallo,

Die mechanische Führung ist kein Thema und stellt überhubt
kein Problem . Das lässt sich wunderbar realisieren.

Die Schwierigkeiten liegen hier im Detail. Aber das wirst Du ja dann merken. Hast Du z.B. gewußt, daß eine Sonnenuhr nur ganz selten richtig geht, wegen der taumelnden Erdachse?

Im Brennpunkt, also dort wo mein
Topf stehet, würde ich ein Konvexspiegel einsetzen und die
Strahlen parallel nach hinten reflektieren.

Hinter dem Brennpunkt sind die Strahlen eben nicht parallel sondern mit dem gleichen Winkel divergent, mit dem sie gebündelt werden!

Oder besser
gesagt ich muss nicht den Brennpunkt haben, ich muss nur
diesen Lichtstrahl von ca. 2 - 5 cm Durchmesser umleiten . So
zusagen quasi Brennpunkt.

Genau das geht eben nicht, wenn Du keinen Laserstrahl hast. Schau mal in ein Physikbuch, in dem eine Linse beschrieben wird!

Wenn ich den Brennpunkt von zwei Spiegeln bekommen und damit
auch die Verluste ausgleiche, dann müsste das mit den Spiegeln
klappen ???.

Und das ist der nächste Denkfehler (oder Fehler im Ausdruck): Die Verluste sind Verluste und können eben nicht durch irgendwelche Spiegel oder Linsen ausgeglichen werden.

Gruß
Axel