Диаметр или фокусное расстояние?

[волотька хрюкалин]

освещенность этого объекта

Не пойму, кого Вы вы все-таки освещаете - объект или сетчатку?
При наблюдении в телескоп в глаз попадает больший световой поток, собранный объективом инструмента от наблюдаемого объекта. Но одновременно с этим этот больший поток и распределяется на большую площадь светоприемника (т.е. сетчатки в нашем случае). В итоге освещенность сетчатки, как количество световой энергии, приходящейся на единицу ее площади, оказывается никак не выше, чем при наблюдении этого же объекта без помощи телескопа (невооруженным глазом).

[BIG TRAIL]

... И, в этом ключе, если зафиксировать увеличение, то чем больше апертура, тем ярче будет объект (и абсолютно неважно, точечный или протяженный). Потому что собирает больше энергии из-за большей площади "выреза" из приходящего фронта.

Если "зафиксировать увеличение", то объект будет ярче до того момента, пока выходной зрачок не превысит входной Вашего зрачка...  "И абсолютно не важно...(далее по тексту)" .

Это конечно.

  А уж коль скоро Вы согласились, что апертуру невозможно повышать, не повышая увеличение (из-за ограничения её входным зрачком глаза), то имеем на выходе ограничение интенсивности освещённости той же самой величиной, что и при наблюдении невооружённым глазом.

Только вы сейчас рассматриваете прям крайний случай, когда выходной зрачок максимален. Разве он не может быть меньше? Ну, к примеру, использую я свой 909 с окуляром 25 мм, он дает зрачок 2,5. Разве я не могу теперь увеличивать апертуру (представьте) с тем же фокусным расстоянием до зрачка 7? Изображение будет становиться все ярче и ярче. Нет? Увеличение останется тем же.

Так и будет ярче, да. Но  не ярче, чем для невооруж глаза.

[lobzon]

Но одновременно с этим этот больший поток и распределяется на большую площадь светоприемника (т.е. сетчатки в нашем случае). В итоге освещенность сетчатки, как количество световой энергии, приходящейся на единицу ее площади, оказывается никак не выше, чем при наблюдении этого же объекта без помощи телескопа (невооруженным глазом).

Боюсь, это "размазывание" объекта по сетчатке зависит от применяемого окуляра (о чем я упоминал ранее). И да, если взять, короткофокусный, то такое возможно. Более того, если взять (представьте) с фокусным 0, то вообще ничего не увидите. Если взять достаточно длиннофокусный, то освещенность будет наверняка больше. Есть такое фокусное окуляра, когда освещенность сравнивается с тем, когда наблюдаешь невооруженным глазом. Точнее это надо оценивать.

[lobzon]

Так и будет ярче, да. Но  не ярче, чем для невооруж глаза.

Я думал, что телескоп применяют для объектов, которые не видны невооруженным глазом. В том числе из-за малой яркости.

[волотька хрюкалин]

Есть такое фокусное окуляра, когда освещенность сравнивается с тем, когда наблюдаешь невооруженным глазом.

Это равнозрачковое называется. Захотите взять еще более длиннофокусный окуляр, чтобы уменьшить размеры изображения объекта на сетчатке, у Вас одновременно с этим часть светового потока, собранного объективом телескопа, будет обрезаться уже самим зрачком глаза, т.к. выходной зрачок телескопа в этом случае окажется больше первого.

[lobzon]

Есть такое фокусное окуляра, когда освещенность сравнивается с тем, когда наблюдаешь невооруженным глазом.

Это равнозрачковое называется.

Равнозрачковое, когда диаметр пучка из окуляра равен максимальному открытию зрачка (в темноте), т.е. примерно 6-7 мм. Причем здесь освещенность? И речь шла о применении окуляров более короткофокусных, чем тот, что дает равнозрачковое.

[lobzon]

Может, я, конечно, что-то недопонимаю, но вот ответьте на такой вопрос: есть небольшой протяженный объект, звездная величина которого равна 10 (тусклая туманность). Глазом я его не могу видеть, поскольку освещенность на сетчатке не переваливает через порог чувствительности. В телескоп я ее вижу, мой телескоп до 12. Почему я ее вижу, если освещенности на сетчатке в телескоп и невооруженным глазом одинаковы?

[e+]

Может, я, конечно, что-то недопонимаю, но вот ответьте на такой вопрос: есть небольшой протяженный объект, звездная величина которого равна 10 (тусклая туманность). Глазом я его не могу видеть, поскольку освещенность на сетчатке не переваливает через порог чувствительности. В телескоп я ее вижу, мой телескоп до 12. Почему я ее вижу, если освещенности на сетчатке в телескоп и невооруженным глазом одинаковы?

Потому что в определённых пределах, пусть и менее яркий (в расчёте на единицу телесного угла), но более крупный объект, глазу видеть проще, чем более яркий, но мелкий. Ну вот так наше зрение устроено.

[lobzon]

Потому что в определённых пределах, пусть и менее яркий (в расчёте на единицу телесного угла), но более крупный объект, глазу видеть проще, чем более яркий, но мелкий. Ну вот так наше зрение устроено.

Мне кажется, что как раз наоборот. Хм.
Просто еще посидел за рюмочкой: с увеличением небо становится темнее, т.е. в телескопе оно темнее, чем когда смотришь невооруженным глазом. С этим должно быть тогда связано. Но полностью ли это объясняет видимость слабых объектов?

[lobzon]

Интересно, какой величины звезды видны невооруженным глазом в открытом Космосе?

[SAY]

Может, я, конечно, что-то недопонимаю, но вот ответьте на такой вопрос: есть небольшой протяженный объект, звездная величина которого равна 10 (тусклая туманность). Глазом я его не могу видеть, поскольку освещенность на сетчатке не переваливает через порог чувствительности. В телескоп я ее вижу, мой телескоп до 12. Почему я ее вижу, если освещенности на сетчатке в телескоп и невооруженным глазом одинаковы?

Вы звёзды с туманностями или галактиками не путайте по проницанию. Ваш телескоп до 12m на проницающем увеличении по звёздам. Для протяжённых объектов указывается в "m" интегральная величина. Если собрать весь свет от туманности Ориона в "точку", то получится эквивалентная "звезда" 4m. Собственно поэтому такой очень компактный объект как "Кольцо" (интегральная звёздная величина 9,7m - приблизительно в 200 раз меньше света, чем М42) выглядит в телескоп достаточно ярко.

[e+]

Потому что в определённых пределах, пусть и менее яркий (в расчёте на единицу телесного угла), но более крупный объект, глазу видеть проще, чем более яркий, но мелкий. Ну вот так наше зрение устроено.

Мне кажется, что как раз наоборот. Хм.
Просто еще посидел за рюмочкой: с увеличением небо становится темнее, т.е. в телескопе оно темнее, чем когда смотришь невооруженным глазом. С этим должно быть тогда связано. Но полностью ли это объясняет видимость слабых объектов?

Этим объясняется то, что с увеличением лучше видны слабые звёзды. Яркость неба - понижается, а звезды - точечные источники.
Если же говорить о протяжённых объектах, то при росте увеличения, их яркость падает во столько же раз, во сколько и яркость неба. Падает и абсолютное значение разности между яркостью "туманность + небо" и "небо".

[SAY]

Потому что в определённых пределах, пусть и менее яркий (в расчёте на единицу телесного угла), но более крупный объект, глазу видеть проще, чем более яркий, но мелкий. Ну вот так наше зрение устроено.

Мне кажется, что как раз наоборот. Хм.
Просто еще посидел за рюмочкой: с увеличением небо становится темнее, т.е. в телескопе оно темнее, чем когда смотришь невооруженным глазом. С этим должно быть тогда связано. Но полностью ли это объясняет видимость слабых объектов?

Ещё махните. 
Нет конечно. Яркость протяжённого объекта пропорционально падает и снижается контраст.  Для мелких объектов существует наиболее оптимальный выходной зрачок - снижение контраста компенсируется бОльшим размером. 

[Радист]

Это не означает, что телескоп повышает яркость объекта, ..., просто он берет от объекта больше света, чем глаз.

Причем в квадрате от диаметров. Надо же свежая мысль после столькой писанины не о чем.

[BIG TRAIL]

Интересно, какой величины звезды видны невооруженным глазом в открытом Космосе?

    Да наверное  как с вершины высокой горы на поверхности Земли без засветки + ещё  чуть-чуть,   что-нить около 7.5m в пределе.   Если стекло скафандра чистое и прозрачное.

[ysdanko]

Вот здесь все подробно описано:
http://alexandr4784.narod.ru/sdvopdf4/sopgl02_23.pdf

[lobzon]

Нет конечно. Яркость протяжённого объекта пропорционально падает и снижается контраст.  Для мелких объектов существует наиболее оптимальный выходной зрачок - снижение контраста компенсируется бОльшим размером.

То, что с уменьшением яркости неба должна падать яркость и объекта уже понял сегодня с утра. Получается, каким бы ни был большим телескоп, с его помощью не увидишь такой слабый протяженный объект, который "формально" по освещенности сетчатки не зафиксировал бы невооруженный глаз? Дааа уж.

[Андрей Лёвин]

 Я писал об этом в ответе № 80... Мы можем увидеть многие невидимые невооружённым глазом объекты именно поэтому. А у многих объектов, у которых соотношение сигнал/шум слишком мал, может помочь бинокулярный телескоп (например, как на аватарке), повысив его примерно в 1,4 раза.

[lobzon]

Ясно. Получается, только за счет изменения угловых размеров... Всем спасибо за обсуждение! Узнал и понял что-то новое.

[Gleb1964]

Ясно. Получается, только за счет изменения угловых размеров...

У большинства объектов есть структура, т.е. пространственная вариация яркости. За счет увеличения видимых угловых размеров, глаз может, например, различить более яркие детали структуры, которые усредняются на меньшем увеличении. У глаза есть порог детектирования, минимальная яркость и минимальный размер объекта, ниже которых не возникает зрительного ощущения. На очень низких яркостях в глазе работает ночное зрение, для которого характерно низкое разрешение. Объект пороговой яркости нужно увеличить до значительно больших размеров, чтобы увидеть, нежели объекты большой яркости.
Андрей Лёвин здесь правильно напоминал, что есть еще бинокулярное зрение, которое снижает порог детектирования за счет сложения сигналов от двух глаз. Кстати, выигрыш бинокулярного зрения в 1.4 раза будет по относительно ярким объектам, по объектам пороговой яркости выигрыш будет даже немного больше, до 1.6-1.8. Теоретически до 2, но когда уже совсем нет фотонов от объекта.