Почему увеличивает телескоп?

[hoarfrost]

Здравствуйте!

Предельно простой вопрос: почему смотря в телескоп, мы видим увеличенное изображение?
Потому, что поднося глаз к окуляру, нашему (человеческому) полю зрения мы сопоставляем гораздо меньшее поле зрение телескопа?

[AAV]

"Роль микроскопа и телескопа состоит в том, что, изменяя ход лучей от рассматриваемого предмета, они показывают его нам под большим углом зрения; изображение на сетчатке растягивается, захватывает больше нервных окончаний, и мы различаем уже в предмете такие подробности, которые раньше сливались в точку. «Микроскоп или телескоп увеличивает в 100 раз», – это значит, что он показывает нам предметы под углом зрения в 100 раз большим, чем мы видим их без инструмента."
Занимательная физика  Я. И.. Перельман

[hoarfrost]

"Роль микроскопа и телескопа состоит в том, что, изменяя ход лучей от рассматриваемого предмета, они показывают его нам под большим углом зрения; изображение на сетчатке растягивается, захватывает больше нервных окончаний, и мы различаем уже в предмете такие подробности, которые раньше сливались в точку. «Микроскоп или телескоп увеличивает в 100 раз», – это значит, что он показывает нам предметы под углом зрения в 100 раз большим, чем мы видим их без инструмента."
Занимательная физика  Я. И.. Перельман

Перельман это здорово. Вот я сейчас и думаю, как подобное пояснение получше разъяснить...
Получается ли так: Телескоп собирает лучи с некоторой площадки небесной сферы а на своём выходе формирует параллельный пучок лучей, который может полностью покрывать наше поле зрения?

[yevogre]

Телескоп собирает лучи с некоторой площадки небесной сферы а на своём выходе формирует параллельный пучок лучей, который может полностью покрывать наше поле зрения?

Любой оптический прибор (наблюдательный) ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПУЧОК формирует из расходящегося
пучка лучей, излучаемого ТОЧКОЙ предмета (поля). Изображение формируется СОВОКУПНОСТЬЮ
параллельных пучков.
Про увеличение телескопа можно говорить только с точки зрения УГЛА, что и указал  AAV

Телескоп "видит" поле под углом 1 град. , а "показывает", в зависимости от окуляра , под углом, скажем, 50.
Вот Вам и увеличение.

[lax]

Могу предложить еще и такое объясение:

Объектив строит в фокальной плоскости изображение далекого объекта. Если стать позади объектива и рассматривать это изображение (без окуляра) с расстояния, равного фокусу объектива, то объект будет виден под таким же углом, как и на небе. А если приблизить глаз к изображению, то этот угол станет больше. Без окуляра комфортное приближение возможно примерно до 25см. Oкуляр же позволяет приблизить глаз к изображению значительно ближе.

Кстати, увеличение - это не отношение углов, а отношение тангенсов половин углов

[hoarfrost]

Телескоп собирает лучи с некоторой площадки небесной сферы а на своём выходе формирует параллельный пучок лучей, который может полностью покрывать наше поле зрения?

Любой оптический прибор (наблюдательный) ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПУЧОК формирует из расходящегося
пучка лучей, излучаемого ТОЧКОЙ предмета (поля). Изображение формируется СОВОКУПНОСТЬЮ
параллельных пучков.

Да никто вроде бы не спорит...

Про увеличение телескопа можно говорить только с точки зрения УГЛА, что и указал  AAV

Вот я и думаю, как это лучше разъяснить. (В смысле "как это работает").

Могу предложить еще и такое объясение:

Объектив строит в фокальной плоскости изображение далекого объекта. Если стать позади объектива и рассматривать это изображение (без окуляра) с расстояния, равного фокусу объектива, то объект будет виден под таким же углом, как и на небе. А если приблизить глаз к изображению, то этот угол станет больше. Без окуляра комфортное приближение возможно примерно до 25см. Oкуляр же позволяет приблизить глаз к изображению значительно ближе.

Да, интересно. Спасибо!

Кстати, увеличение - это не отношение углов, а отношение тангенсов половин углов

[yevogre]

Вот я и думаю, как это лучше разъяснить. (В смысле "как это работает").

Попробую. Как уже понятно увеличение создает окуляр (лупа).
Если чисто графически, то изображение "проецируется" из фокальной плоскости
лупы (окуляра) на расстояние 250 мм (минимальное расстояние аккомодации).
Т.е. Вы видите "проекцию" изображения, увеличенную в 250/fок раз.
О общее увеличение зависит от размера изображения в фокальной плоскости
объектива, т.е. от фокусного расстояния такового.

[AAV]

Вот я и думаю, как это лучше разъяснить. (В смысле "как это работает").

Чтобы понять, почему столь существенное значение имеет  угол зрения, мы должны обратить внимание на важную особенность нашего глаза: каждый предмет или каждая его часть, представляющиеся нам под углом, меньшим одной угловой минуты, сливаются для нормального зрения в точку, в которой мы не различаем ни формы, ни частей. Когда предмет так далек от глаза или так мал сам по себе, что весь он или отдельные части его представляются под углом зрения менее градуса, мы перестаем различать в нем подробности его строения. Происходит же это потому, что при таком угле зрения изображение предмета на дне глаза (или изображение какой-либо части предмета) захватывает не множество нервных окончаний в сетчатке сразу, а умещается целиком на одном чувствительном элементе: подробности формы и строения тогда исчезают, – мы видим точку.

[yevogre]

Или так

[hoarfrost]

Спасибо за пример с линзой! Но.... ведь телескоп (насколько я понимаю) - это не линза... Собирающая линза сводит параллельные лучи в фокусе, а на выходе телескопа - такой же пучок параллельных лучей, как был и до него. Но поскольку он идёт не от небесного объекта, а из окуляра, то мы можем приблизить к нему глаз и сделать так, чтобы этот пучок (соответствующий например, площадке диамером в 1°), полностью занимал поле зрение нашего глаза.

[vova49805kk]

 :)Ещё два вопроса-во сколько раз увеличивает самый мощный телескоп на Земле и смогли ли рассмотреть хоть одну из планет гигантов открытых в последнее время у других звёзных систем.На сколько я знаю то визуального контакта ни с одной из ближайших открытых планет не было.

[yevogre]

2hoarfrost

Телескоп (как и любой другой наблюдательный прибор) состоит из объектива,
преобразующего параллельный пучок в точку, и микроскопа (окуляра, лупы),
делающего обратное преобразование - из точки в параллельный пучок.
Параллельный пучок на входе - входной зрачок (его диаметр)
На выходе - выходной зрачок. Соотношение их диаметров и есть увеличение.
А вообще чтобы не путаться надо откинуть одно приближение - то, что на входе
параллельный пучок. На самом деле там расходящийся пучок, близкий к параллельному,
который излучает точка поля зрения.
Если рассматривать только ОДИН пучок, то ни о каком увеличении говорить нельзя.
А если два, то между ними будет угол. А если угол - читай коммент AAV

[yevogre]

2vova49805kk

Почитайте
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,13855.0.html

А вообще предел увеличения по Михельсону (да и Максутову) ограничен
диаметром выходного зрачка = 0.7 мм.
Дальше - арифметика. Посчитайте, какую максимальную апертуру (диаметр объектива,
главного зеркала) можно обеспечить, поделите на 0.7 и получите увеличение.

[lax]

Ох и путаница на пустом месте.

А между тем - путаница неспроста. Вроде вопрос простой, но не и очень прораборанный - что касается популярных рассказов чайникам. Сходу принимают, что угол примерно равен тангенсу; зачем-то окуляр обязательно участвует в рассуждениях. Не надо. Еще раз предлагаю отойти от трактовок о площадях и нервных окончаниях. Вот оно - отличное определение (мое ) :


Объектив строит в фокальной плоскости изображение далекого объекта. Если стать позади объектива и рассматривать это изображение (без окуляра) с расстояния, равного фокусу объектива, то объект будет виден под таким же углом, как и на небе. А если приблизить глаз к изображению, то этот угол станет больше. Без окуляра комфортное приближение возможно примерно до 25см. Oкуляр же позволяет приблизить глаз к изображению значительно ближе.

[bvs71]

А как влияет относительное отверстие на качество телескопа?
Вот у меня Петцваль 1/5.
Какое увеличение он держит?
И в чём отличие например 1/5 и 1/10?

[yevogre]

2 lax

зачем-то окуляр обязательно участвует в рассуждениях

Ну если Вы расскажете, как считать увеличение ОБЪЕКТИВА, буду рад
услышать что-то новое.
А вообще при указании увеличения ТЕЛЕСКОПА окуляр присутствует обязательно
(рядом с увеличением обязательно присутствует фокусное расстояние окуляра)

Что касается Вашей трактовки, то это будет работать только если в фокальную плоскость
объектива поместить матовое стекло. В противном случае никакого изображения Вы не увидите
И вообще, если так рассуждать, то можно получить увеличение и без окуляра, приняв за его фокусное расстояние
250 мм. Т.е. метровый объектив будет давать увеличение 4х и т.д.
На самом деле без соотношения углов входа - выхода ну никак!

[hoarfrost]

2hoarfrost

Телескоп (как и любой другой наблюдательный прибор) состоит из объектива,
преобразующего параллельный пучок в точку, и микроскопа (окуляра, лупы),
делающего обратное преобразование - из точки в параллельный пучок.
Параллельный пучок на входе - входной зрачок (его диаметр)
На выходе - выходной зрачок. Соотношение их диаметров и есть увеличение.

Никто не спорит. Вопрос в том, "Почему?" "Как?". И опять-таки если глаз от окуляра чуток отодвинуть, то объект (по вполне понятным причинам ) будет казаться куда меньше.

А вообще чтобы не путаться надо откинуть одно приближение - то, что на входе
параллельный пучок. На самом деле там расходящийся пучок, близкий к параллельному,
который излучает точка поля зрения.

Возьмём например, телескоп диаметром 20 см , и будем на нём рассматривать объект, располагающийся на расстоянии... ну 100 000 км (какой-нибудь пролетающий астероид). Тогда отклонение краёв фронта волны света от поверхности линзы будет составлять примерно 1E+8*(1 - cos(arctg(1E-1/1E+8))) м = 5E-11 м или 0.00005 микрона... или в 5E-11/5E-8 = 2E-3 = 2 тысячные длины волны ближнего ультрафиолета... А если принять в учёт расстояния до звёд... По моему - это самое точное приближение в науке... А обьяснение для которого 0 и 1E-4 это две большие разницы, это всё-таки не то...

Ох и путаница на пустом месте.

Вот и спрашиваю...

Объектив строит в фокальной плоскости изображение далекого объекта. Если стать позади объектива и рассматривать это изображение (без окуляра) с расстояния, равного фокусу объектива, то объект будет виден под таким же углом, как и на небе. А если приблизить глаз к изображению, то этот угол станет больше. Без окуляра комфортное приближение возможно примерно до 25см. Oкуляр же позволяет приблизить глаз к изображению значительно ближе.

Угу... Только тогда надо пояснить каким образом окуляр позволяет приблизиться ближе, стоится изображение и пр... Это всё, конечно же всё равно надо объяснять, но может сначала лучше обьяснить про то как телескоп увеличивает...

Скажите пожалуйста, моя идея (из предыдущего сообщения) правильная, или нет?

[yevogre]

А как влияет относительное отверстие на качество телескопа?
Вот у меня Петцваль 1/5.
Какое увеличение он держит?
И в чём отличие например 1/5 и 1/10?

Относительное отверстие (светосила) влияет на качество изображения и контраст.
1/5 даст больше света, чем 1/10, но качество по краям поля у 1/5 будет хуже.
Что касается увеличения, то у 1/10 при одинаковых апертурах оно будет в 2 раза больше
(при использовании одинаковых окуляров)
А по поводу Петцваля - поделите апертуру (в мм) на 1.4 - это не предел, но самое то.

[lax]

2 lax
Что касается Вашей трактовки, то это будет работать только если в фокальную плоскость
объектива поместить матовое стекло. В противном случае никакого изображения Вы не увидите
И вообще, если так рассуждать, то можно получить увеличение и без окуляра, приняв за его фокусное расстояние
250 мм. Т.е. метровый объектив будет давать увеличение 4х и т.д.

Так вы же вроде маленькие подзорные трубы где-то делаeте И никогда не смотрели в длиннофокусный инструмент (объектив) просто глазом. Уверяю Вас - все получается; только, как и положено, поле зрения крохотное. Да. Метровый (т е f=1м) объектив даст просто с глазом без окуляра увеличение четыре. Чаще смотрите на Луну

[yevogre]

И опять-таки если глаз от окуляра чуток отодвинуть, то объект (по вполне понятным причинам ) будет казаться куда меньше.

Это не так. Изображение не станет меньше, поле зрения срежется.

Возьмём например, телескоп диаметром 20 см , и будем на нём рассматривать объект, располагающийся на расстоянии... ну 100 000 км (какой-нибудь пролетающий астероид).

А какое расстояние между двумя точками объекта, который Вы хотите рассмотреть?
Оттуда и угол возьмем.
А если угол бесконечно мал - увидите ТОЧКУ при любом увеличении.

А обьяснение для которого 0 и 1E-4 это две большие разницы, это всё-таки не то...

Мое объяснение касалось только цепочки ТОЧКА ОБЪЕКТА - ТОЧКА ИЗОБРАЖЕНИЯ - ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПУЧОК
(за окуляром) - ТОЧКА НА СЕТЧАТКЕ.
Изображение строится из точек, сравнение расстояния между ними на объекте и изображении и есть
оценка увеличения ИМХО