Почему увеличивает телескоп?

[Ernest]

Никакого матового стекла не надо - видно и так.

Не очень то и видно. У окуляра две главные роли - просто увеличительного стекла (лупы) - это только первая; вторая - собрать полевые пучки света в зрачок наблюдателя. Без окуляра (даже в виде простой линзы с фокусом 250 мм) приведенный вами пример 100 мм воздушного телескопа покажет поле зрения менее 3 угловых минут! Не особенно-то Луну порассматриваешь! Поэтому самые простые окуляры составлены минимум из пары линз - одна полевая, для коллимации (сбора) полевых пучков, а вторая "глазная" играет роль лупы. Роль второй глаз может выполнить при больших фокусах, а вот для замены первой у него диаметр маловат.

[hoarfrost]

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?

А чем вас не устраивает объяснение из "обычных" книг? Там вроде всё нарисовано и пояснено, где какие углы и что почему. Вы смотрели, например, в различных пособиях по физике раздел "Геометрическая оптика"? Например, Яворский, Селезнёв "Справочное руководство по физике" М.1975, нужное на стр.396-397. Или смотрели в книге Максутова "Астрономическая оптика" главу "Увеличение телескопа"?

Яворского и Максутова нет. Попробую поискать в интернете. Спасибо за ссылки!

Или вообще доступное объяснение у Сикорука в "Телескопы для любителей астрономии" в главу "Как работает телескоп?" во втором издании на стр.22.

Как бы сказать... С одной стороны обясняется всё очень просто, а с другой - всё равно остаётся какая-то недосказанность.

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.

Оставьте в покое поле зрения! Оно совсем не имеет никакого влияния на увеличение! Бывает просто психологический момент, когда смотрят в два окуляра с одиноковым фокусным, но с разным собственным полем зрения, то кажется с окуляром, имеющим собственное поле больше, чем у другого увеличение больше, хотя на самом деле увеличение одинаково. Это просто обман зрения. Легко на опыте проверить, что при равном фокусном у двух окуляров, но с разным полем зрения, с одним и тем же объективом получается равное увеличение.

Так ведь не про поле зрение окуляра. Просто вот что интересно - на входе телескопа параллельный пусок света и на выходе тоже, и когда мы просто смотрим на небо, в глаз также попадает параллельный пучок света. Но тем не менее, когда мы смотрим в пучок света, выходящий из телескопа, то мы видим увеличенное изображение. Почему?

[Pluto]

Просто вот что интересно - на входе телескопа параллельный пусок света и на выходе тоже, и когда мы просто смотрим на небо, в глаз также попадает параллельный пучок света. Но тем не менее, когда мы смотрим в пучок света, выходящий из телескопа, то мы видим увеличенное изображение. Почему?

Это не совсем  так. Строго параллельный пучок света только от бесконечно удаленных точечных источников, т.е. звезд. От объектов, имеющий видимый угловой размер – пучки не параллельны (от разных точек объекта) как на входе телескопа, так и на выходе.

Само понятие – увеличение, имеет смысл только по отношению к непараллельным пучкам, т.е. лучам, угол между которыми, больше разрешающей способности телескопа.

[AAV]

Так ведь не про поле зрение окуляра. Просто вот что интересно - на входе телескопа параллельный пусок света и на выходе тоже, и когда мы просто смотрим на небо, в глаз также попадает параллельный пучок света. Но тем не менее, когда мы смотрим в пучок света, выходящий из телескопа, то мы видим увеличенное изображение. Почему?

В телескопе любого типа объектив в своей фокальной плоскости создает действительное изображение наблюдаемого объекта или участка неба, которое можно увидеть на экране, зафиксировать на фотопластинке или на другом светоприемнике.
В простейшем случае это изображение можно рассматривать глазом, поместив его на расстоянии нормального зрения (25 см) позади фокальной плоскости, при этом увеличение телескопа: F / 25
Окуляр позволяет приблизить глаз к фокальной плоскости и рассматривать изображение с меньшего расстояния, т. е. под большим углом зрения, и тогда увеличение телескопа будет равно: F / f
Смысл выражения "телескоп  увеличивает предметы". Действительно, увеличивая угол, под которым виден предмет, телескоп вызывает совершенно такой же геометрический эффект, какой наблюдается при приближении к предмету.

Яворского и Максутова нет. Попробую поискать в интернете. Спасибо за ссылки!

Принцип действия телескопа и его устройство
(из книги М.С.Навашина "Телескоп астронома любителя")
http:  //shop.tarantas.ru/txt/ustroistvo_teleskopa.php

[lax]

Любители "прецезионных понятий" пусть подумают, как работает телескопические системы с сильным с уменьшением (типа дверного глазка), когда угол поля зрения объектива (типа "рыбий глаз") может быть больше 180 градусов. И попробуют применить формулу увеличения в тангенсной форме.

"Любитель прецизионных понятий" подумал, и говорит: пример с рыбьими глазами и прочими all-скаями, как говорится, притянут сюда за уши. Происходит легкая и как бы невзначайная подмена понятий: речь шла вроде о телескопе, но вдруг она пошла о "телескопической системе"; и весьма сложный объектив взят за пример. Между тем, обычный телескоп очень и очень близок к системе из двух идеальных линз, где тангенсная формула - на месте, а вот угловая - нет. В многолинзовой же системе с далеко разнесенными линзами чего только не найдешь при желании. Даже апохроматизм из обычных стекол Короче, некорректное сравнение.

[hoarfrost]

Просто вот что интересно - на входе телескопа параллельный пусок света и на выходе тоже, и когда мы просто смотрим на небо, в глаз также попадает параллельный пучок света. Но тем не менее, когда мы смотрим в пучок света, выходящий из телескопа, то мы видим увеличенное изображение. Почему?

Это не совсем  так. Строго параллельный пучок света только от бесконечно удаленных точечных источников, т.е. звезд. От объектов, имеющий видимый угловой размер – пучки не параллельны (от разных точек объекта) как на входе телескопа, так и на выходе.

Само понятие – увеличение, имеет смысл только по отношению к непараллельным пучкам, т.е. лучам, угол между которыми, больше разрешающей способности телескопа.

Тогда хотелось бы уточнить - о параллельности каких лучей вообще стоит вести речь - лучей идущих от отдельно взятых точек (а тогда они, фактически паралельны), или же лучей, идущих от разных точек объекта. Ведь изображение, (если я понимаю правильно) строится из изображений отдельных источников света, а вот лучи от них - параллельны...

Принцип действия телескопа и его устройство
(из книги М.С.Навашина "Телескоп астронома любителя")

А если глаз отодвинуть от окуляра, то должен ли измениться видимый размер объекта? Или нет?

[Pluto]

Представьте себе двойную звезду с расстоянием между компонентами, скажем 30’’.

Лучи каждой звезды можно считать параллельными, однако между собой они имеют угол 30”. Телескоп строит изображение звезд в фокальной плоскости и мы разглядываем его в лупу (окуляр). При правильной фокусировке – лучи от каждой звезды остануться параллельными, а отрезок между звездами будет виден уже под углом 30” * N, где N – увеличение телескопа.
Аналогию можно перенести на любой размерный источник, представив его как сумму элементарных точечных излучателей.

[Ernest]

"Любитель прецизионных понятий" подумал, и говорит: пример с рыбьими глазами и прочими all-скаями, как говорится, притянут сюда за уши

"Любитель" мало думал или отмахивается от неудобных контраргументов. Это бывает... Фиш-ай в качестве объектива телескопической системы наглядно демонстрирует приблизительность (параксиальность) формулы с тангенсами.
Но трудно видеть закрыв глаза. 

Ведь изображение, (если я понимаю правильно) строится из изображений отдельных источников света, а вот лучи от них - параллельны..

Параллельны лучи в пучке от отдельных точек. Пучки света от различных точек предмета непараллельны - во входном зрачке телескопа они пересекаются под некоторым углом, который и соответствует разности из углового положения на "небе". При выходе из телескопа угол между этими пучками возрастает в соотв. с угловым увеличением.

[yevogre]

Простите, много пропустил

"Очевидно" кому?
"Нулевыми" оптики-расчетчики называют сорт виртуальных расчетных лучей с реальными высотами на оптических поверхностях, которые себя ведут подобно параксиальным (с бесконечно малыми отступлениями от оси).

Очень хочу спросить - Ваша фамилия не Гайдар???
Я сам люблю ввернуть ЭДАКОЕ.
Но при разговоре с Вами (даже имея значительный опыт в разработках оптических систем)
чувствую себя воспитанником младшей группы детского сада.
НЕЛЬЗЯ-ЛИ ПОПРОЩЕ???

[yevogre]

В качестве вопроса о непонятках

Увеличение выраженное в виде отношения тангенсов нулевых углов свободно от этого "недостатка".

Тангенс нулевого угла (если не переводить это выражение на китайский, а потом обратно) всегда равен НУЛЮ
А по поводу соотношения НУЛЕЙ - по-моему это отдельный раздел математики (может кто название помнит )

[hoarfrost]

Представьте себе двойную звезду с расстоянием между компонентами, скажем 30’’.

Лучи каждой звезды можно считать параллельными, однако между собой они имеют угол 30”.

Понятно. Спасибо!

Хотелось бы вернуться к вот этому рисунку:

Насколько, всё-таки, соответствует истине подобное пояснение:

Потому, что поднося глаз к окуляру, нашему (человеческому) полю зрения мы сопоставляем гораздо меньшее поле зрение телескопа?

[Ernest]

Но при разговоре с Вами (даже имея значительный опыт в разработках оптических систем) чувствую себя воспитанником младшей группы детского сада.

Оптик-расчетчик не слышавший о нулевых лучах это примерно такое-же уникальное явление, как математик не знающий о таблице умножения.
Если Вы не боитесь потерять свой уникальный статус - прочтите пару книг по расчетной оптике или хотя бы наберите в яндексе строчку "оптика нулевых лучей".

НЕЛЬЗЯ-ЛИ ПОПРОЩЕ???

Проще? На пальцах? У меня не такой сильный педагогический талант!

>Увеличение выраженное в виде отношения тангенсов нулевых углов свободно от этого "недостатка".
Тангенс нулевого угла (если не переводить это выражение на китайский, а потом обратно) всегда равен НУЛЮ

Вместо "нулевых углов" следует читать "углов нулевых лучей", впрочем, для Вас, похоже, это не менее бессмысленное выражение.

[yevogre]

Вместо "нулевых углов" следует читать "углов нулевых лучей", впрочем, для Вас, похоже, это не менее бессмысленное выражение.

Извините, не приучен читать перевернутые строки.
Я не оптик - рассчетчик, я инженер, проектирую оптические системы.
Думаю  lax был прав относительно Ваших выступлений.
Не доросли мы до МЫСЛИТЕЛЯ.

Админы, не бейте, я затыкаюсь и с г-ном Эрнестом больше в дискуссии не вступаю.

[Ernest]

...с г-ном Эрнестом больше в дискуссии не вступаю.

Разумно 
100 тыс. диспутов не заменят одной прочитанной книги.

[yevogre]

100 тыс. диспутов не заменят одной прочитанной книги.

Зато 100 тыс книг может заменить один цитатник - из опыта последователей Мао

[yevogre]

Хотелось бы вернуться к вот этому рисунку:

Рисунок ИМХО демонстрирует не увеличение, а количество света.
Для увеличения там не хватает второго пучка, падающего под углом (любым) к осевому.
Тогда в фокальной плоскости будет 2 точки, а не 1 и можно сравнивать расстояние между ними
перед и после окуляра (на сетчатке)

[R3]

Телескоп увеличивает угловое расстояние между источниками. Представь что на рисунке, который привел Эрнест, от второго источника лучи шли под небольшим углом к лучам от изображенного источника, падали на объектив, собирались в фокальной плоскости в точке, отличной от той, в которой собираются изображенные лучи, падали на окуляр и отправлялись в глаз. Так как фокусное расстояние окуляра меньше фокусного расстояния объектива, эти лучи будут падать в глаз под углом, бОльшим чем они падали на объектив. И как раз отношение этих углов равно отношению фокусных расстояний окуляра и лбъектива, и это и есть увеливение телескопа - во сколько раз увеличивается угловое расстояние между источниками. Ведь глаз видит только угловые размеры, а не линейные. Т.е. если у объектива фокусное расстояние 1000мм, а у окуляра  - 10мм, то увеличение 100 крат. (угловое расстояние между источниками увеличивается в сто раз, то же самое и угловые размеры протяженных объектов, т.к. их можно представить как множество источников).

[R3]

Во, я картинку нашел, чем коряво объяснять словами, лучше так показать, и все понятно

[yevogre]

Небольшая поправка в рисунке

[AstroNick]

Во, я картинку нашел, чем коряво объяснять словами, лучше так показать, и все понятно

Да можно и словами, мы трудных задач не боимся Объектив (или более сложная оптическая система) строит изображение, которое, в отличие от наблюдаемого объекта (по крайней мере, астрономического  ), можно рассматривать с разного расстояния (с окуляром или без, на матовом стекле или на экране - это уже вопрос второстепенный). Масштаб этого изображения определяется только фокусным расстоянием объектива. Вот и рассматриваем это изображение (глазом, разумеется) - с некоторого расстояния оно будет такогого же углового размера, как и оригинал, а с ещё меньшего - большего, чем оригинал, отсюда и искомое увеличение. В вышеопубликованной дискуссии всё это упоминалось не раз... Рисунки в двух предыдущих постах прекрасно иллюстрируют это объяснение. Извините, но при всём моём уважении не понимаю, о чём тут ещё можно спорить