Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
15 Декабря 2017, 04:43:26


Автор Тема: Относительное отверстие и светосила телескопа.  (Прочитано 11954 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".

(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.
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #1 : 11 Января 2011, 20:46:13 »
. - .

Сорри за многа букав
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

vakulenko

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1055
  • Благодарностей: 86
  • Антон Вакуленко
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #2 : 11 Января 2011, 21:30:15 »
. - .

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.
Записан
sw dob 10", sw ed80 + heq-5, canon 1000d(a), delta optical 10x56

Gulik

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 816
  • Благодарностей: 271
  • Олег, Запорожье 066-3524-три\три\три
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #3 : 11 Января 2011, 21:41:30 »
. - .

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.
Сказали спасибо

Roma

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 141
  • Благодарностей: 4
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #4 : 11 Января 2011, 22:04:08 »
. - .

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.
« Последнее редактирование: 11 Января 2011, 22:10:00 от Roma »
Записан
Sky-Watcher SKP1501EQ3 (steel tripod), "Алькор"


alex~

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5780
  • Благодарностей: 142
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #5 : 11 Января 2011, 22:04:51 »
. - .

... 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 ;)
« Последнее редактирование: 11 Января 2011, 22:08:53 от alex~ »
Записан

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #6 : 11 Января 2011, 22:07:56 »
. - .

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).
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Roma

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 141
  • Благодарностей: 4
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #7 : 11 Января 2011, 22:13:49 »
. - .

Почему меньше по размеру? Если увеличения равны, то и видимые размеры объекта равны.
Записан
Sky-Watcher SKP1501EQ3 (steel tripod), "Алькор"

Grew

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 690
  • Благодарностей: 17
  • скоро в Москве...
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #8 : 11 Января 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.
3. Всё  :)

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

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #9 : 11 Января 2011, 22:31:20 »
. - .

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  :up: :up: :up:
« Последнее редактирование: 11 Января 2011, 22:37:38 от Stainless_steel »
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #10 : 11 Января 2011, 22:36:54 »
. - .

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

Извините, написал так, как указано в Астромагазине.
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Roma

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 141
  • Благодарностей: 4
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #11 : 11 Января 2011, 22:47:20 »
. - .

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.
Записан
Sky-Watcher SKP1501EQ3 (steel tripod), "Алькор"

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #12 : 11 Января 2011, 22:51:41 »
. - .

Roma

Так я и имел в виду не "размеры", а "обзорность". Но "то такэ...". Главное, что в яркости не убывает.
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Roma

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 141
  • Благодарностей: 4
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #13 : 11 Января 2011, 23:01:06 »
. - .

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.
Записан
Sky-Watcher SKP1501EQ3 (steel tripod), "Алькор"

tlgleonid

  • Клуб Астрополис, Модератор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #14 : 12 Января 2011, 13:58:44 »
. - .

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.  :clever:
Записан
Задокументировано наблюдение  >1500 Deepsky объектов.
ТАЛ75R, GSO 6" 1:4 +HEQ5Pro SynScan+Canon1000D+QHY6+фильтры R,V+Юпитер21М+QHY5, 265мм и 415 мм Добсоны HandMade+o3+hb+uhc+...
FAQ по любительской астрономии

sagittarius M20

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1373
  • Благодарностей: 13
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #15 : 31 Января 2014, 22:38:57 »
. - .

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 :shuffle:) 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 ;)
Записан

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #16 : 31 Января 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?
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

sagittarius M20

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1373
  • Благодарностей: 13
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #17 : 31 Января 2014, 23:48:41 »
. - .

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" :gigi: что ли :hz: 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).

Записан

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #18 : 31 Января 2014, 23:57:18 »
. - .

Как это мы "не трогаем окуляры"!!! Это ведь суть визуальных наблюдений!!! Формирование изображения для глаза! Все остальное - астрофото...
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II

Stainless_steel

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 2412
  • Благодарностей: 95
  • Александр, Киев. Можно сразу на "ты".
Re: Относительное отверстие и светосила телескопа.
« Ответ #19 : 01 Февраля 2014, 00:13:09 »
. - .

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?
Записан
Задумываясь о Теории Большого Взрыва, понимаешь, что какой бы большой телескоп у тебя не был - ты увидишь лишь микроскопическую часть ВСЕГО...
Celestron NexStar 8i SE + Canon 5D Mark II