Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
11 Декабря 2017, 04:03:15


Автор Тема: Предельная зв. величина  (Прочитано 16529 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Предельная зв. величина
« : 12 Июня 2005, 12:27:56 »
. - .

Широко известно что визуальную предельную звездную величину при наблюдениях в телескоп можно приближенно определить по формуле m=2.2+5 lgD(мм)
Мне однако удавалось при наблюдениях в малый школьный рефрактор (D=60мм, N=60x) в условиях небольшого города разглядеть звезды ~12m используя совместно метод бокового зрения и ''эффект накопления''.
Предел возрастает также при повышении увеличения, согласно формуле:
m=4+2.5 lgD+2.5 lgN
Значит ли это что, например, на 150мм скопе можно достичь пред зв величины ~14-15m
при большом увеличении (до ~2D) и используя вышеуказанные методы ?
Или я в чем то ошибаюсь ?
« Последнее редактирование: 13 Июня 2005, 19:04:26 от Slayax »
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #1 : 13 Июня 2005, 09:40:32 »
. - .

Формула о зависимости предельной звездной величины зависящая от увеличения работает только для случаев, когда не видна дифракционная картина. Это увеличения до 75 крат. Для слабых звезд дифкартина может быть не видна и при больших увеличениях. Кроме того данные формулы предполагают, что нет потерь света, а зеркала отражают только 90 процентов света, еще до 10 процентов гибнет в окуляре. Да и линзы рефрактора гасят свет.
Да и какой смысл вглядываться в звезды, если видишь их очень неуверенно?
На мой взгляд уверенно в 60 мм видны звезды до 10м
В 150 мм до 12м
Кроме того еще очень много зависит от атмосферы. Если поднятся на гору в 2 км (в карпатах, на кавказе и т.п.) можно выиграть 1 звездную величину. А дымка в атмосфере может ее понизить на 1-2 зв. величины.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #2 : 13 Июня 2005, 12:05:01 »
. - .

Цитировать
Кроме того данные формулы предполагают, что нет потерь света, а зеркала отражают только 90 процентов света, еще до 10 процентов гибнет в окуляре. Да и линзы рефрактора гасят свет.
Формулы эмпирические и приближенные. Потери света уже учтены.

Цитировать
Да и какой смысл вглядываться в звезды, если видишь их очень неуверенно?
Важен сам факт предельных возможностей визуальных наблюдений.
А разве при наблюдениях слабых и очень слабых DeepSky объектов мы уверенно их видим ?


Цитировать
Формула о зависимости предельной звездной величины зависящая от увеличения работает только для случаев, когда не видна дифракционная картина. Это увеличения до 75 крат. Для слабых звезд дифкартина может быть не видна и при больших увеличениях.
При повышении увеличения фон неба становится темнее, и звезда "проявляется" сильнее
Когда увеличение очень большое, то свет от звезды распределяется уже по нескольким палочкам сетчатки
а глазу при работе на пределе чувствительности легче заметить протяженные обьекты-
так что тут очень сложная зависимость.


Цитировать
Кроме того еще очень много зависит от атмосферы. Если поднятся на гору в 2 км (в карпатах, на кавказе и т.п.) можно выиграть 1 звездную величину. А дымка в атмосфере может ее понизить на 1-2 зв. величины.
Можно и так:
m=C-2.2+2.5 lgD+2.5 lg N,
где С -пред. зв. величина невооруженного глаза.
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #3 : 13 Июня 2005, 14:34:41 »
. - .

Потери света не учтены. Проверте подставив параметры глаза 6мм зрачок. По первой формуле получим 6.1 зв. величина, по второй 4 зв. велична. :spy:
По поводу Дипскай. Очень часто мы подсознательно хотим видеть объект по этому внушаем себе, что мы видим. А задайтесь вопросом, смогли ли бы вы найти этот объект, если бы не знали, что он есть? Кстати, на наблюдениях были случаи, когда наблюдатель видел галктику, например, а потом выснялось, что он смотрел не ту звезду и никих галактик там небыло. :rofl: Так что нужно быть честным перед собой.  :idea:
А при научных наблюдениях такого вообще допускать нельзя. Кстати, Скиапарели тоже видел на пределе каналы, в результате дутая сенсация на многие годы.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #4 : 13 Июня 2005, 18:55:34 »
. - .

Цитировать
Потери света не учтены. Проверте подставив параметры глаза 6мм зрачок. По первой формуле получим 6.1 зв. величина, по второй 4 зв. велична. :spy:
Во второй формуле ошибочка вышла: там не "2" а "4".

Цитировать
По поводу Дипскай. Очень часто мы подсознательно хотим видеть объект по этому внушаем себе, что мы видим. Кстати, на наблюдениях были случаи, когда наблюдатель видел галктику, например, а потом выснялось, что он смотрел не ту звезду и никих галактик там небыло.  Так что нужно быть честным перед собой. 
А при научных наблюдениях такого вообще допускать нельзя. Кстати, Скиапарели тоже видел на пределе каналы, в результате дутая сенсация на многие годы.
''А задайтесь вопросом, смогли ли бы вы найти этот объект, если бы не знали, что он есть?''
Да, если тратить столько времени на каждый участок неба, сколько на обнаружение того объекта
(а это несколько минут на небольшую часть поля зрения телескопа).
Понятно что практически это нереально. Но кометы, например, отчасти так и открывают.
Скиапарелли -отдельный разговор.
« Последнее редактирование: 13 Июня 2005, 19:01:00 от Slayax »
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #5 : 14 Июня 2005, 08:50:30 »
. - .

Понятно, что чем слабее объект, тем медленнее нужно рыскать по небу. если, что бы найти, скажем, М10 можно просто водить с большой скростью планомерно трубу по небу, то этот шаровик легко зацепить. Зацеплять слабые объекты удается с опытом.
Ну да ладно. В общем мне кажется, что лучше всего оценивать предельную звездную величину так: наводитесь на малоизвестное рассеянное скопление или просто окреснсть какой-либо звезды и зарисовать положение самых слабых звезд. А потом с помощью хорошего компьютерного атласа проверить предельную. Ну и нужно еще найти хороший каталог. Очень неплохой вариант - окресности переменных звезд с большой амплитудой. В картах ААVSO для звезд сравнения указан визуальный блеск, тогда как в USNO указан блеск в красных и синих лучах, а визуальная величина может оказаться в промежутке. В GSC вообще навалом неточностей в 1-2 зв. величины.
Что касается предельной величины, то Плутон (14m) оказался видимым на пределе в 320мм телескоп при 200х.
Проблема тут еще в том, что глаз имеет определенный квантовый выход. Что бы мы могли заметить звезду, она должна посылать от 10 фотонов в секунду. И никакое увеличение тут не поможет.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #6 : 14 Июня 2005, 12:03:13 »
. - .

Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #7 : 14 Июня 2005, 13:20:56 »
. - .

Это график, отображающий кривые, получаемые из приведенной Вами формулы. Эта формула не учитывает массы факторов и естественно не соответсвует реальности. Попробуйте проверить сами
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #8 : 14 Июня 2005, 14:06:36 »
. - .

Не знаю, но помоему график приближенно соответствует результатам наблюдений (это можно увидеть кликнув на ссылку).
« Последнее редактирование: 14 Июня 2005, 14:20:10 от Slayax »
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #9 : 15 Июня 2005, 11:37:49 »
. - .

Довольно занятную статью Вы нашли.
Однако после ее изучения у меня осталось слишком много вопросаов к авторам.
Проблемы теоретической части:
1. Авторы утверждают, что человеческий глаз сумирует свет с площади в 900 угловых секунд, однако в жизни не поверю,
что тут такая резкая зависимость, а свет с этой площади собирается полностью. К тому же авторы рассматривают
"самый плохой случай", когда диаметр диска звезды порядка 3 угловых секунд. Но в реальности ведь
изображение звезды - это диск эйри и куча колец. Диаметр диска эйри равен 280/D(мм). Если еще учесть первое кольцо, так как оно содержит заметное число энергии
звезды, то получим, что 90 процентов света звезды попадает в кружок с диаметром 540/D. То -есть дифракционные являения уже начнут сказываться при
1.7D

2. Авторы не учитывают, что свет имеет квантовую структуру. Если бы вся эта теория работала, то фильтры типа UHC и OIII слабые звезды вообще не гасили.
Однако в том, что это нет, можно прочесть в любом обзоре ээтих фильтров. (Эти фильтры режут фон неба почти полностью)

3. Почему формулы такие резкие. Природа не терпит резких перегибов

4. Поток фотонов от звезды неравномерный. Для ярких и не очень слабых звезд глаз воспринимает их непрерывный поток. Однако ниже определенного предела
звезда не пропадет. Ведь поток фотонов не стационарный, они идут то гуще, то реже. Такие звезды то появляются, то исчезают. Чем слабее источник, тем реже эти вспышки.
Но есть еще шумы глаза. Как отличить шум глаза от одиночной вспышки звезды.?

Очень много впоросов к методике испытаний. Как оценивалась вероятность обнаружения и почему у многих авторов она одинакова для 90 и 10 процентоной вероятности.
За счет чего в некоторых случаях обнаруживались звезды на 2 звездные величны слабее теоретического ограничения.

Но зачем собственно спорить, если это все легко проверить самомому, чем я уже и занимался.
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

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #10 : 30 Июня 2005, 12:04:19 »
. - .

Оскільки ніхто не виявив бажання проводити експеримент, то повідомляю перші результати:
Телескоп 150 мм Ньютон екранування 25 відсотків по діаметру. В північному полярному ряду межа 5.5m
Оцінювалися зорі в Північній короні. Всі видимі зорі я замалював, а вже наступного дня перевірив їх по планетарію.
32х: Впевнено спостерігаються зорі до 11.2 Інші не спостерігаються.
50х: Бачу досить упевнено зорі 11.7m. Невпевнено можу виділити зорі до 12m
75х: Досить упевнено замалював зорі до 12.2m. Здається, що невпевнено бачу зорі 12.6m, але невпевнено і неоднозначно.
125х: Спостерігаються на межі впевненого сприйняття зорі до 12.4m. Здається, що бачив зорі до 13.3m
150х: Впевнено бачу зорі до 12.5m. На долі секунди спалахують зорі, найслабша з яких 13.7m. Але серед таких спалахуючих цяток є псевдозорі, тобто такі, насправді яких нема.
Більші збільшення на дали змоги виділити слабші зорі. Навпаки почалася деградація.

Висновок: Формула Боуена працює лише до збільшень=діаметр в мм. Але слабкі зорі видно на короткий проміжок часу і, як правило боковом зором. Отже межа для даних умов 13.7 звідси при 6m неозброєним оком можна спіймати в 150 мм 14.2m. Оцінювати блиск таких зір неможливо. Спосетрігати їх покриття теж. Впевнено ж спостерігаються зорі приблизно на 1m слабші.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #11 : 30 Июня 2005, 13:35:12 »
. - .

По моим результатам наблюдений на 116мм Ньютоне зависимость ~2,5lg N прослеживалась до увеличения 180x по крайней мере.
Может деградация после 150x связана с установкой линзы Барлоу или какими то иными светопотерями ?
А Вы не пробовали оценить предел при ~250-300x ?

Согласно Вашим наблюдениям при небольших увеличениях (и невооруженным глазом) "предельные" звезды видны уверенно. А далее разрыв между "уверенными" и "неуверенными" звездами увеличивается, начинает работать боковое зрение.
Что если это связано с тем, что при маленьких увеличениях фон неба яркий и глаз работает на "веделение" звезды из фона (т. е. должен быть n-ый контраст) а уже при темном фоне, глаз будет работать на пред. чувствительности ? :idea:
Тогда и при наблюдениях с разл. яркостью неба зависимость будет разной.
Т. е. в городе, например, выгодней использовать большие увеличения - зависимость 2,5lg N будет работать и дальше N=1D.
Это как раз и может обьяснить различие в результатах.
Поправте меня если ошибаюсь.

Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #12 : 30 Июня 2005, 13:48:25 »
. - .

По моим результатам наблюдений на 116мм Ньютоне зависимость ~2,5lg N прослеживалась до увеличения 180x по крайней мере.
А какой у Вас Ньютон (экранирование)?
Может деградация после 150x связана с установкой линзы Барлоу или какими то иными светопотерями ?
А Вы не пробовали оценить предел при ~250-300x ?
Я использовал окуляры, вплоть до 4мм. Конечно, окуляры разных производителей, есть и НПЗ (32, 12.5, 7.5) и Синты (20) и Чолигор (6 и 4 мм) они также вносят погрешность. Солигоровские где-то рубят несколько десятых зв. величины по сравнению с НПЗ. НПЗ по сравнению с Ультимой в этом отношении где-то даже выигрывает. Но тут нужны еще эксперименты.

Согласно Вашим наблюдениям при небольших увеличениях (и невооруженным глазом) "предельные" звезды видны уверенно. А далее разрыв между "уверенными" и "неуверенными" звездами увеличивается, начинает работать боковое зрение.
Что если это связано с тем, что при маленьких увеличениях фон неба яркий и глаз работает на "веделение" звезды из фона (т. е. должен быть n-ый контраст) а уже при темном фоне, глаз будет работать на пред. чувствительности ? :idea:
Именно это я и имел ввиду с самого начала. Вот почему при росте увеличения предельная величина не растет. Фотонов не хватает.  :insane:


Тогда и при наблюдениях с разл. яркостью неба зависимость будет разной.
Т. е. в городе, например, выгодней использовать большие увеличения - зависимость 2,5lg N будет работать и дальше N=1D.
Это как раз и может обьяснить различие в результатах.
Думаю, что в Городе и даже при полной Луне формула будет рабоать и дальше, ведь фон неба при 150х в мой телескоп еще не совсем темный. Другое дело, что если накрыться темной накидкой, все равно не увидишь звезд слабее, чем за городом, но для этого нужно ставить большие увеличения.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #13 : 30 Июня 2005, 14:00:23 »
. - .

Цитировать
А какой у Вас Ньютон (экранирование)?

Экранирование ~12%

Цитировать
Именно это я и имел ввиду с самого начала. Вот почему при росте увеличения предельная величина не растет. Фотонов не хватает.  :insane:


Тогда и при наблюдениях с разл. яркостью неба зависимость будет разной.
Т. е. в городе, например, выгодней использовать большие увеличения - зависимость 2,5lg N будет работать и дальше N=1D.
Это как раз и может обьяснить различие в результатах.
Думаю, что в Городе и даже при полной Луне формула будет работать и дальше, ведь фон неба при 150х в мой телескоп еще не совсем темный. Другое дело, что если накрыться темной накидкой, все равно не увидишь звезд слабее, чем за городом, но для этого нужно ставить большие увеличения.

Теперь я понял как работает та формула. :) Наблюдения на засвеченом небе города несколько ввели меня в заблуждение. :starrynight:
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #14 : 30 Июня 2005, 14:16:11 »
. - .

Экранирование ~12%
Наверно это по площади? По диаметру это невозможно малая величина
 :hz:
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #15 : 30 Июня 2005, 14:53:54 »
. - .

А не так разве вычисляется :

Экранирование =
                         
(   (площадь гл.зеркала)  минус  (площадь оправы диаг. зеркала + растяжки)    )  /

 (площадь гл.зеркала)
   
? ???
Записан

tlgleonid

  • Moderator
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #16 : 30 Июня 2005, 17:43:17 »
. - .

А не так разве вычисляется :
Экранирование =                        
(   (площадь гл.зеркала)  минус  (площадь оправы диаг. зеркала + растяжки)    )  /
 (площадь гл.зеркала)
Вы ошиблись. Логичнее так
Экранирование =                        
 (площадь оправы диаг. зеркала + растяжки)  / (площадь гл.зеркала)  так называемое экранирование по площади.
Но более принято использовать понятие экранирование по диаметру=диаметр диагоналки/диаметр зеркала.
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

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #17 : 30 Июня 2005, 18:11:31 »
. - .

Я просто не знал определения понятия "экранирование".
Но по моему мнению ЛОГИЧНЕЕ приведенное мной определение.
Обьясню почему. Оправа диаг. зеркала с растяжками экранирует некоторую площадь гл. зеркала, а оставшаяся площадь участвует в построении изображения. С точки зрения кол-ва собранного света зеркало с "вырезанной" площадью эквивалентно цельному зеркалу, но меньшего диаметра:

 D(экв.)=sqrt(sqr D - sqr d),

где D -диам. гл. зеркала, d -вторичного (растяжками из принципа пренебрегаем)

В предыдущем сообшении приведена формула экранирования по площади.
А по диаметру:

экр. по диам. = sqrt (экр-е по площади)


В итоге D(экв.) = D * (экр. по диаметру)

А потери в зв. величине легко вычисляются:

delta m = 5 lg (экр-е по диаметру)
или
delta m = 2.5 lg (экр-е по площади)
Записан

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #18 : 30 Июня 2005, 18:21:48 »
. - .

Не подумайте, что я спорю с общепринятой терминологией но для меня на практике более удобно использовать приведенные выше рассуждения. Можно заменить "экранирование" на какое-то др. название.  ;D
Записан

Slayax

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 388
  • Благодарностей: 0
Re: Предельная зв. величина
« Ответ #19 : 01 Июля 2005, 13:13:47 »
. - .

При большом увеличении в 200 мм увидете и 13.7 (см. мое сообщение в теме предельная зв. величина)

Экстраполяцией данных наблюдений, приведенных Вами в ответе #10 можно говорить что в 200 мм УВЕРЕННО будут наблюдаться звезды до 13m.
Следовательно "предельные" визуальные наблюдения все-таки находят свое применение...  :gigi:
Записан