Сиинг и атмосферные линзы, или есть ли преимущество малых апертур над большими.

[Старый]

В "ночном шуме" 28.10.2017 остался без должного внимания вопрос по атмосферным линзам.
Предлагаю продолжить обсуждения.
Мне кажется, что тема достаточно интересная и по моему пониманию не так однозначна как кажется в начале.


Рефрактор vs Рефлектор
kryptonik
« : 27.10.2017г в 20:36:35 »
Тут опять прозвучал тезис о том, что в неких условиях малая апертура обеспечивает лучшее разрешение по сравнению с большой. Легенда это родилась в околонаучной литературе и базируется на утверждении что в атмосфере присутствуют некие линзы, искажающие изображение. Размер этих линз аккурат 130мм и поэтому все телескопы крупнее – деньги на ветер. В общем-то вполне авторитетные люди об этом пишут, Валерий это своими наблюдениями подтверждает, у него отличный крупный рефлектор регулярно сливает мелкому АПО.
Странные люди. 130 мм это линейный размер. Если эта «атмосферная линза» болтается в трубе телескопа или на его обрезе, то да изображение в мелком телескопе будет болтаться как целое, а в крупном можно будет увидеть некие волны по поверхности изображения, геометрические искажения. Если говорить о приземном слое воздуха, черт с вами, можно измерять атмосферные линзы в миллиметрах. Но мешает нам не только приземный слой, но и еще несколько более удаленных. На таком удалении о миллиметрах надо забыть и измерять размеры линз как положено в угловых мерах. Допустим мы наблюдаем в 60-ти градусный окуляр с увеличением 250. Поле зрения 0,24градуса. Слой воздуха с линзами на удалении 5000метров. Тогда чтобы изображение колебалось как единое размер линзы должен быть равен полю зрения и составит 21 метр. А если линзы 0,13метра то таких линз поперек поля зрения уложится 160штук. А главное их количество и в большую и в малую апертуру будет строго одинаково. Таким образом в любую апертуру мы видим одну и ту же муть, никаких преимуществ малая апертура не имеет.
Ну может быть только при тепловых помехах в непосредственной близости от телескопа. Но с ними можно и нужно бороться. Термостабилизация телескопа, поднять его над приземным слоем, позаботься, чтобы по близости никто не жарил шашлыков и т.д. У меня на крыши приземные помехи отсутствуют как класс.

Таким образом в любую апертуру мы видим одну и ту же муть, никаких преимуществ малая апертура не имеет.
Так ли это?
И насколько верно понятие атмосферная линза в таком ключе?



 

[ВП]

 

[Старый]

"Я не враг своему здоровью, культурно отдыхать умею". 

[kryptonik]

Да, надо с этим вопросом разобраться до конца.
Валерий Дерюжин в дискуссии писал:
«Вы никак не поймете в чем вы собственно ошибаетесь.  Вот если покрыть апертуру вашего телескопа плоскопараллельной пластиной D=550мм.  Направить телескоп на звезду и удалить эту плоскопараллельную пластину на,  скажем, 100км но строго в направлении звезды. Вы же не станете отрицать, что хоть ее угловой размер и сильно уменьшится но весь свет от звезды пройдет в ваш телескоп только через эту линзу.  Или станете это отрицать?  Если не станете (тогда с вами можно продолжать обсуждать этот вопрос),  то следующий шаг - если разбить эту плоскопараллельную пластинку на участки,  скажем, D=100мм и заставить их наклоняться,  колебаться, чуть искривляться,  то все эти метаморфозы с формой пластины немедленно отразятся на изображении звезды в фокусе вашего телескопа.

Надеюсь, что вам стало понятно».
«Поскольку требовать от линз кроме неподвижности еще и их одинаковую оптическую силу и одинаковую ориентацию нет смысла, то тогда получаем, что преимущество будет иметь малая апертура, так как большая не построит единого изображения звезды и изображение будет состоять из нескольких в той или иной мере смешанных или разбросанных.  Придав линзам движение - смещения и наклоны, что есть в реальности, мы получим в фокусе малой апертуры движущееся (хаотично) целое и в общем неразрушенное изображение звезды,  а в большой апертуре хаотичное движение фрагментов звезды, а в еще большей апертуре неподвижное, но мелко кипящее и большого диаметра блямбу.  Все это и есть на практике».
Чтобы разобраться до конца, можно развить предложенную Валерием модель атмосферы в форме плоскопараллельной пластины. Пластина может искривляться, имитируя таким образом атмосферные линзы. Расположение пластины может быть произвольным. Валерий отнес ее на 100км. Но можно разместить ее непосредственно над зеркалом. А можно вообще убрать и сделать зеркало с возможностью произвольно менять форму. Как у адаптивной оптики. Значит мы на правильном пути. Адаптивная оптика может компенсировать искажения, вносимые атмосферой в ноль. Достаточно очевидно, что если зеркало само по себе идеально, а также идеальна атмосфера, то меняя форму зеркала можно имитировать атмосферные искажения.
Имеем два зеркала. Одно 200мм, имеет размер т.н. атмосферной линзы. Второе метровое. В него укладываются пять линз. Допустим, что оптическая сила линз такова, что они искажают волновой фронт на 1/10волны света. 200мм зеркало точность 1/5λ и метровое 1/5λ. Это неплохие зеркала. Да, но тут большое зеркало имеет преимущество по разрешению аккурат в пять раз.
Вывод: как минимум при небольшой силе атмосферных линз большое зеркало имеет преимущество.
Теперь возьмем линзы помощнее, скажем в λ. Оба зеркала теперь хлам. А какое из них имеет лучшее разрешение? Любители малых апертур утверждают, что двухсотмиллиметровое. Лично я не понимаю с чего. Вероятно, размер пятна можно посчитать, при одинаковом фокусном по этому размеру можно будет судить о разрешении.
Я предполагаю, что по мере искажения поверхности зеркала малое никогда не сравняется с большим, но возможно приблизится.

[Старый]

Реальных обсуждений вопроса об "атмосферных линзах" мало.
На этом форуме нашел подобное тут:
Почему звезды мерцают? ;-)
Про адаптивную оптику
"Замыливание" деталей на дисках планет в большие рефлекторы или миф? 

В других местах тоже есть, но позже,
Например:
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=24747.0

А ранее тут:
http://old.astronomer.ru/library.php?action=2&sub=2&gid=52

Вот и хочется разобраться.

Может кто подскажет научные работы по этой теме?

[krussh]

начните с лекции
http://www.astronet.ru/db/msg/1205112

ссылки на статьи там тоже есть.

[slava aa]

Статья слишком умная. Я понял, что это дорого, но работает здорово. Вобщем будущее за адаптивными диагоналями в любительских телескопах.
Что касается линз и плохого изображения вплохую погоду, оно плохое и в большую и в маленькую апертуру.
А когда атмосфера хорошая, смотреть в маленькую просто глупо) Вывод простой, смотреть в большую, при хорошей погоде.

[Александр Анохин]

Вот объяснение попроще из книги "Небо и телескоп". Заготовил специально для темы Р-Р, но не успел эту ссылку привести. 

[kryptonik]

Фигня все это. Атмосферные линзы искажают волновой фронт на одну и туже величину для большого и малого телескопа. Если рассматривать звезду, то малый телескоп вовсе не будет строить идеальную дифракционную картинку, а будет показывать ее как дефективный с отклонением от правильной формы, скажем на полволны. Но отклонение почти плавное и пятно будет размыто равномерно, например, как при сильной сферичке. А на большом изображение будет как на зеркале с рябой поверхностью, но, как минимум в размерах того же пятна.

[serega2007]

Фигня все это.

   На большую апертуру погода сказывается больше . Это закон .

это не тема бодалова.

   Детская наивность .

[sey]

На большую апертуру погода сказывается больше . Это закон .

С этим, кажется, никто не спорит. Вопрос в другом: при одинаковой атмосфере, когда она "не очень" покажет ли большая апертура меньше\хуже чем меньшая?
Я такого никогда не видел, чтобы так показала. Да, она не работает на своем максимуме по разрешению, но и не работает хуже меньшей. 
Если найдем ответ или однозначно договоримся, то наличие малых апертур в хозяйстве ради того, чтобы смотреть в не очень хороших условиях как-бы и не к чему.

[serega2007]

    АПО в разумных пределах , ну скажем , до 130 мм , должен иметь каждый . Или хотя-бы один на всю выездную компанию .

С этим, кажется, никто не спорит. Вопрос в другом: при одинаковой атмосфере, когда она "не очень" покажет ли большая апертура меньше чем меньшая?

   В любой момент она для всех телескопов одинакова . Но при каждых наблюдениях она очень разная . И сказать ничего определенного нельзя . Например , при посредственной атмосфере выигрыш может быть на любой стороне . Если волновой фронт из ровных зубчиков - выигрывает большая апертура . А ежели амплитуда зубчиков колеблется , имея всплески - то малая . Понятно , что сиинг подразумеваем одинаковым .

[sey]

    АПО в разумных пределах , ну скажем , до 130 мм , должен иметь каждый . Или хотя-бы один на всю выездную компанию .

И с этим нельзя не согласиться, но это уже десерт, а основное блюдо должно быть такое, чтобы нажраться 
Но на вопрос выше нужно ответить, ибо ваше бесспорно авторитетное мнение будет вписано в первый пост  на ряду с другими, если такие пожелают быть. и на этом порешим раз и на всегда.

[Старый]

начните с лекции
http://www.astronet.ru/db/msg/1205112

ссылки на статьи там тоже есть.

Спасибо за ссылку.
Я знаю более раннюю работу:
https://ufn.ru/ufn79/ufn79_12/Russian/r7912e.pdf
И ряд других.
В них всё понятно и согласуется с практикой, но в них нет про "атмосферные линзы".
Автор термина "атмосферные линзы"кто?
Что за теория?
Первое упоминание которое нашёл уже приводил:
"Астрономы часто говорят о ячейках неоднородности – турбулентных воздушных линзах размером от миллиметров до метров, роящихся в небе."
http://old.astronomer.ru/library.php?action=2&sub=2&gid=52

[leviathan]

    Пока крупные телескопы приходят в себя , АПО пожалуй

Несчастная по апертуре 100ED прошлой зимой полтора-два часа приходила в себя на -18 гр. морозе. Нет такого "доставай и смотри" как любят утверждать рефракторщики.

По теме повторю то, что неоднократно отмечал в других темах: НИ РАЗУ не видел преимущества малой апертуры, будь она рефракторной или другой системы, перед более крупной апертурой от 200мм до 355мм при прямом сравнении бок-о-бок. А таких сравнений у меня было достаточно. При плохом сиинге оба показывали паршивую картинку, при среднем и выше - апертура вырывалась вперёд. Речь разумеется о правильно подготовленной к наблюдениям крупной апертуре (термостабилизация, тщательная юстировка, отсутствие явных проблем с оптикой).

[serega2007]

    Вы сами ответили на свой вопрос .
    Большие телескопы приходят в себя часами . А АПО можно как зайчика везти зайцем за окошком . По прибытии на астроплощадку  будет в полном порядке .

[leviathan]

Некоторые и свои апертурные ньютоны везут на крыше авто. А с вентиляторами по бокам и на попке вопрос термостабилизации вообще полностью отпадает. Копеечные расходы и пара-тройка часов работы не позволяет многим раскрыть потенциал даже 10-12" апертуры, потому им и кажется что "сиинга не было", "Аполар всех порвал". А стоит кому-то привезти правильно подготовленный ньютон, даже в 150мм АПО никто не смотрит.

[serega2007]

    Это , как в Тель-Авивской алмазной конторе . Все брильянты глядели , а я за дамами смотрел . И черт знает , кто из нас правее .

[Старый]

Фигня все это. Атмосферные линзы искажают волновой фронт на одну и туже величину для большого и малого телескопа. Если рассматривать звезду, то малый телескоп вовсе не будет строить идеальную дифракционную картинку, а будет показывать ее как дефективный с отклонением от правильной формы, скажем на полволны. Но отклонение почти плавное и пятно будет размыто равномерно, например, как при сильной сферичке. А на большом изображение будет как на зеркале с рябой поверхностью, но, как минимум в размерах того же пятна.

Теоретическое рассмотрение показывает, что для данного r₀ (т.е. для данного значения атмосферной турбулентности)    существует телескоп некоторого оптимального диаметра, который разрешает лучше всего при короткой экспозиции. 
стр. 649
https://ufn.ru/ufn79/ufn79_12/Russian/r7912e.pdf
Если принять "экспозицию" глаза человека в пределах 1/30- 1/10сек.
То теория тоже должна действовать. 

[serega2007]

    Будьте Добры , приведите Кто-нибудь , четкое определение сиинга .
    С этого по идее и надо было начинать . Как говорится - договоримся о терминах .