Тема: Относительное отверстие и светосила телескопа. (Прочитано 25971 раз)

Stainless_steel · « : 11 Січня 2011, 20:45:18 »

(Так всё же, кто на свете всех "светосильнее" и в чём его сила?)
Именно такое заглавие темы я хотел вставить, но решил ограничиться общими понятиями, может тем кто ищет ответы в поисковиках (или по форуму) будет помощь.
Все мы (новички) слышали об относительных отверстиях (светосиле) телескопов, когда их выбирали. Это отношение F/D, где F - фокусное расстояние телескопа в милиметрах, а D - его апертура в милиметрах (диаметр линзы или зеркала, в зависимости от типа телескопа, которое собирает свет). Почти везде пишут, что 1/4-1/7 - это светосильные телескопы, отличные для наблюдения объектов дальнего космоса (другие названия - Дипы, DSO), далее идут "универсальные" телескопы с относительным отверстием 1/8-1/10 - смотрите хоть Дипы, хоть Луну с планетами, остальные 1/11-1/15 (и менее) - это "планетарные" телескопы, которые рекомендуются для обзора ярких объектов, таких как Луна и планеты Солнечной системы.
Вроде бы всё понятно... но есть одно НО. А как сравнить два телескопа с разными апертурами и разными относительными отверстиями, с точки зрения наблюдений за одним и тем же типом объектов (например - Дипы)?
Например, есть два телескопа одного и того же типа - то бишь рефрактор, рефлектор или катадиоптрик.
Т1: Апертура - 100мм, фокусное - 1000мм, относительное отверстие (ОО) - 1/10.
Т2: Апертура - 150мм, фокусное - 2250мм, ОО - 1/15.
Кажеться понятно, что при одном и том же увеличении (например 100х) телескоп Т2 выдаст меньшее поле зрения, чем Т1. То есть вместо туманности, занимающей в телескопе Т1 всё поле зрения, в телескопе Т2 будет видна только её часть.
И вот вопрос. А будет ли эта часть туманности такой же яркой и отчётливо видной в Т2, как она видна в телескопе Т1?
Мои размышления - Т2 собирает больше света (из-за большей апертуры), по-этому теоретически видимая часть туманности должна быть даже ярче, чем при наблюдениях в Т1. Но у этих двух телескопов разное фокусное расстояние... И это явно влияет на качество картинки. Но как, и в какую сторону???
В общем, если кто сможет объяснить на пальцах данную ситуацию, прошу помочь.
Если нет - хоть кинте ссылку на математические формулы, объясняющие отношение яркости (контрастности?) наблюдаемого объекта от апертуры и фокусного расстояния.

Stainless_steel

Сорри за многа букав

vakulenko

Светосила важна для астрофото ДСО. Чем она больше, тем больше света соберет фотоприемник за единицу времени. Для визуальных наблюдений наибольшее значение имеет апертура скопа, а не фокусное расстояние объектива. Чем апертура больше, тем больше его разрешение и тем большие увеличения можно применять. При этом нужно помнить, что поле зрения при визуальных наблюдениях определяется не только фокусным расстоянием объектива, но и полем зрения окуляра.

Gulik

А на пальцах все просто:
видимая яркость определяется выходным зрачком который равен D/увеличение, т.е при одном и томже увеличении видимая яркость будет выше в телескоп с большей апертурой. Ну и не забываем что выходной зрачек должен быть не больше зрачка наблюдателя, 6-8 мм в темноте.
по второму пункту:
поле зрения при одном и томже увеличении будет одинаковым в любой телескоп если не привысит максимальное поле зрения его объектива.
считается по формуле поле зрения окуляра/увеличении.
т.е. в Вашем примере например с окуляром 82 градуса
должны получим видимое поле 0,82 градуса.
но! надо учитывать что видимое поле не может превышать максимальное поле объектива
формула:
=57,3*(посадку окуляра в мм)/F
т.е. в Вашем примера у Т1 с фокусером 1.24" максимальное поле 1,6 градуса, а с фокусером 2" максимальное поле 2,75 градуса.
для Т2 с 1,24" будет 0,71 градуса и с 2" 1,22 градуса.
И еще, фокусное расстояние не влияет на качество картинки.

Roma

Для визуала деление по относительному отверстию на дипскайные и планетные телескопы весьма условно. Просто при малых относительных отверстиях, например, удобнее использовать простые окуляры с достаточно длинным фокусом. Для планет это плюс. Но при малых относительных отверстиях сложнее добиться увеличений близких к равнозрачковому. А это плохо для дипов. А яркость, как уже здесь написали, будет зависеть от выходного зрачка.

alex~

Цитата: Stainless_steel від 11 Січня 2011, 20:45:18

... слышали об относительных отверстиях (светосиле) телескопов, когда их выбирали. Это отношение F/D...

маленькая неувязочка: F/D - это называется относительный фокус.

также полезно почитать, к примеру, здесь: http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,25332.0.html
а потом можно и весь раздел ЧАВО

Stainless_steel

То есть получается при прочих равных в телескоп Т2 я могу наблюдать тот же ДСО, что и в Т1, только меньше по размеру (из-за меньшего поля зрения), но зато большей яркости? (Имеется в виду ситуация, когда ДСО располагается "от края до края" поля зрения).

Roma

Почему меньше по размеру? Если увеличения равны, то и видимые размеры объекта равны.

Grew

Независимо от аппертуры оптической системы поверхностная яркость наблюдаемых обьектов одинакова при соблюдении следующих условий:
1. Одинаковый относительный фокус (или относительное фокусное расстояние).
2. Одинаковый выходной зрачек.
3. Всё

Конечно, масштаб изображения будет отличаться, в этом весь прикол.

Stainless_steel

Цитата: Roma від 11 Січня 2011, 22:13:49

Почему меньше по размеру? Если увеличения равны, то и видимые размеры объекта равны.

Для примера возьмём объективы, дающие для телескопов увеличение 50х. Они оба у нас широоугольные, допустим 75град.
Поле зрения окуляра будет равно 1,5град. Только в телескопе Т1 оно будет реализовано полностью (1,6град - максимум), а вот в Т2 изображение "урежеться" возможностью телескопа (0,71град - максимум). Я так понял. То есть если в Т1 некий ДСО на таком увеличении будет занимать всё поле зрения, то в Т2 этот же объект на этом же увеличении просто не поместится (целиком). И для того, чтобы он поместился надо уменьшить кратность.

Gulik
СПС за простые арифметические выкладки - то что я хотел увидеть

Stainless_steel

Цитата: alex~ від 11 Січня 2011, 22:04:51

маленькая неувязочка: F/D - это называется относительный фокус.

Извините, написал так, как указано в Астромагазине.

Roma

Цитата: Stainless_steel від 11 Січня 2011, 22:31:20

Для примера возьмём объективы, дающие для телескопов увеличение 50х. Они оба у нас широоугольные, допустим 75град.
Поле зрения окуляра будет равно 1,5град. Только в телескопе Т1 оно будет реализовано полностью (1,6град - максимум), а вот в Т2 изображение "урежеться" возможностью телескопа (0,71град - максимум). Я так понял.

А где Вы возьмёте окуляр 1.25" с фокусом 45 мм и полем 75 град.?

Если увеличения в обоих 50Х, то и размеры объекта равны. Но конечно может и не влезать в поле зрения. Яркость будет больше в Т2.

Stainless_steel

Roma

Так я и имел в виду не "размеры", а "обзорность". Но "то такэ...". Главное, что в яркости не убывает.

Roma

А, ну просто Вы написали "когда ДСО располагается "от края до края" поля зрения". Я решил, что имеется в виду весь объект. Для "Ваших" телескопов яркость станет одинаковой, когда увеличение Т2 достигнет 1.5 увеличения телескопа Т1. Когда увеличение Т2 станет больше чем в 1.5 раза превышать увеличение Т1, яркость в Т2 будет меньше чем в Т1.

tlgleonid

Цитата: Grew від 11 Січня 2011, 22:15:54

Независимо от аппертуры оптической системы поверхностная яркость наблюдаемых обьектов одинакова при соблюдении следующих условий:
1. Одинаковый относительный фокус (или относительное фокусное расстояние).
2. Одинаковый выходной зрачек.

Только Одинаковый выходной зрачек. Светосила роли не играет.

sagittarius M20

Не вдаваясь в физические объяснения, хотя, если я захочу это сделать для себя - я выясню

, скажу с точки зрения практики.

Возьмем два телескопа из ряда малокалиберных (светочерпалки и бетонярки покамест трогать не будем

): Целестрон ТС70мм (Ф=400) О.О 1:5,7 и БШР 80мм (Ф=800) О.О 1:10. Упуская из виду то, что у БШР может быть и менее качественная в плане просветления оптика (это, по сути, влияет лишь на контраст картинки), но не упуская 10мм разницы в апертуре, скажу. При одинаковых увеличениях (40х) Целестрон и БШР показывают абсолютно разную картинку. Возможно, это довольно субъективное суждение, однако, я не имел возможности сравнить их одновременно. Вспоминая то, как выглядела М42 в оба инструмента, хочу сказать, что Целестрон оказал на меня большее впечатление, нежели БШР (при 10мм проигрыше в апертуре).
Далеко не секрет, что человеческий глаз способен к фотоаккумуляции (это проявляется, когда днем посмотреть на Солнце, а потом поморгать. В глазах будет "летать" сине-зеленый блик). Таким образом, "быстрота" (или как этот эффект называют астрофотографы

) имеет место и в визуальных наблюдениях.
Кроме того, объектив с меньшим ФР дает более концентрированный пучок лучей. Например, 100мм с 1500мм фокусоом дадут кадр размером, к примеру 120х120мм, а те же 100мм с 500мм ФР дадут картинку в 50х50мм. Понятно, где концентрация фотонов на единицу площади будет выше

Stainless_steel

Прошу пардону, чето я не понял.
Например, имеем Ньютоны ф/10 и ф/5. Наблюдаем небольшой по углу дип. Итого для наблюдения в первый скоп используем окуляр в 10 мм, в другой - 5 мм. Схемы окуляров одинаковы - Плессл по N элементов. Ну и какая же разница будет для глаза по количеству попадаемых фотонов?

sagittarius M20

Цитата: Stainless_steel від 31 Січня 2014, 23:30:19

Прошу пардону, чето я не понял.
Например, имеем Ньютоны ф/10 и ф/5. Наблюдаем небольшой по углу дип. Итого для наблюдения в первый скоп используем окуляр в 10 мм, в другой - 5 мм. Схемы окуляров одинаковы - Плессл по N элементов. Ну и какая же разница будет для глаза по количеству попадаемых фотонов?

Нет, окуляры сейчас не трогаем

Вот мы имеем два объектива (на важно зеркала или линзы), которые различаются только ФР. Строим с помощью них на экране проекцию вида за окном. Там, где фокус больше мы получаем большие линейные размеры проецированной картинки, где же он меньше - размер картинки на экране также меньше. Так, как световой поток, что попадает на оба объектива одинаков (апертуры ведь равны

), можно судить... как это сказать... "степень сжатия"

что ли

Картинка, построенная объективом с меньшим ФР будет меньше, но при этом ярче из-за того, что тот же световой поток, той же интенсивности, что и на входе, будет попадать на меньшую единицу фокальной плоскости, которая в данный момент совпадает с плоскостью экрана (по сравнению с длиннофокусным).

Stainless_steel

Как это мы "не трогаем окуляры"!!! Это ведь суть визуальных наблюдений!!! Формирование изображения для глаза! Все остальное - астрофото...

Stainless_steel

Не, может я не прав, готов признать ошибку.
Сравниваем одинаковые по апертуре/светопропускаемости скопы (то бишь Ньютон и МАК сравнимы только с определенным коэффициентом). Далее идут окуляры с разным фокусом, но с одинаковым полем и пусть с одинаковой оптической схемой/светопропускаемостью. Итого - чем будет отличатся изображение для глаза при прочих равных?

Новини:

Автор Тема: Относительное отверстие и светосила телескопа. (Прочитано 25971 раз)