A A A A Автор Тема: Влияние светосилы телескопа на его проницающую способность  (Прочитано 8870 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Я-то не запутался. Но вы начали теперь ставить и стекла разного качества, и уходить в край поля - для целей сравнения (теоретического, для определения формулы) только проницания только от фокусного расстояния это не есть хорошо. Но в загашник для складирования фактов, которые могут повлиять на итоговую оценку/формулу я это ваше предложение положил. Спасибо.
(Estern мои вопросы не снял)

Feanor

  • Гость
Вот тут совсем не понял. С увеличением фокусного расстояния проницание, по моему, должно падать. Не зря короткофокусные телескопы называют светосильными. Они всю энергию объекта кладут в меньшую площадь на фокусной плоскости.
Простите, какая площадь может быть у звезды?   Дифракционные диски у тусклых звезд при любых полезных увеличениях укладываются на малое количество светочувствительных клеток глаза. При этом какого-либо падения проницания нет.  Вы забываете про особенности строения глаза.  Влияет только яркость фона - просто примите это как факт (если, конечно, не ставите себе цель научить нас истине ;) )   

   И все равно, даже это не играет роли: поймите наконец, не строит объектив изображения на сетчатке! Изображение строит глаз, который смотрит через окуляр.   Нелепо рассматривать объектив без окуляра, когда говорим о визуале! А с окуляром светосила объектива уже не играет роли - из окуляра выходит параллельный пучок, а не сходящийся.  Играет роль только увеличение.    Порисуйте, что ли, схемы оптические, для понимания.

PS А Вы точно не тролль? ;)   Если нет, пройдите сюда  https://astronomy.ru/forum/index.php/board,29.0.html и изучайте матчасть.  Удачи!

Оффлайн Jaws

  • *****
  • Сообщений: 954
  • Благодарностей: 27
  • Решением большинства чипирован добровольно
    • Сообщения от Jaws
    • Подбор автоподборщиков (ответственно).
А что тут думать? Открываем, как я уже говорил, HAIP, с. 28, рис. 1.18, верхний ряд, зависимость площади изображения звезды от изменения фокусного расстояния. Или идем на стр.8 и смотрим формулу, описывающую линейный размер - диаметр диска Эйри, и видим, что
d(Airy)=2.44*Lambda*F/D,
т.е. прямо пропорционален фокусному расстоянию.
Далее на стр.9 смотрим (если лень считать самому - мне лень) итог расчета для системы с
f/10 - формулу 1.11 - d(Airy)=6,7 микрона. Для
f/5, если я правильно понимаю, размер будет d(Airy)=3.35 микрона
Уже получаем не точки, а конечные линейные размеры.
На стр.10 приведены размеры для одного из типа рецепторов глаза - примерно 2 микрона в диаметре. Т.е. диски Эйри будут захватывать от примерно 10 до 4 рецепторов в зависимости от фокусного расстояния. Потоки энергии для одного диаметра телескопа одинаковы, но в случае длиннофокусного телескопа распределятся на бОльшую площадь. Соответственно на единицу площади в длиннофокусном энергии упадет меньше, и длиннофокусный телескоп перестанет ловить свет, в то время как более короткофокусный нам еще поможет (при одинаковой чувствительности приемника - хоть фотосенсора, хоть глаза).

По визуалу (на выделенный фрагмент цитирования):

При одинаковом увеличении телескопов, для инструментов с разными по светосиле объективами изображение на сетчатке имеет одинаковый масштаб.


По фото, не претендуя на истину в последней инстанции:

по микронам - вы же сами видели что звезды на фото имеют далеко не пиксельный размер http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_seeing

Для фото - 6,7 микрона для 250мм телескопа это около 1" (независимо от светосилы!) - и, как я понимаю, это уже предел для многих мест на Земле с хорошим астроклиматом, и меньший  дифракционный кружок, возможно, не дает заметного преимущества.

Зачеркнул о "независимости" от светосилы - имелось ввиду 1" ни как не зависит от светосилы, микроны - зависят.

В общем можно предположить, что если синг загнать, с запасом,  в пиксель приемника, то получим выигрыш по проницанию. В вашем справочнике по терминологии такого не написано?  ;) Но это будет чистый атракцион, кто согласится уменьшить, например в три раза (как видится, это примерный минимум для заметного эффекта), линейный масштаб?
« Последнее редактирование: 13 Апр 2011 [00:12:35] от Jaws »

Feanor

  • Гость
Насчет степени роста проницания при росте увеличения ссылку на более подробное описание процесса не дадите? Я так с ходу оценить этот вклад не могу.

Подробно, наверное, есть в факе, поищите. Но на пальцАх могу привести наглядный пример:   из города те же самые звезды видны хуже, или совсем не видны, нежели из деревни, потому что фон неба в городе светлее (а не от того, что смог затмевает свет, что тоже имеет место, но ближе к горизонту).
Поэтому при подъеме увеличения на инструменте, (что сопровождается падением яркости фона), проницание растет. А не от того, что звезда становится "крупнее".

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Если говорить про фотографию, то дело обстоит следующим образом. Для точечного объекта (звезды) если размер изображения меньше пикселя матрицы, то освещенность пикселя определяется только диаметром входного зрачка.
Или диаметром зеркала телескопа
Если размер изображения больше пикселя, то относительным отверстием объектива.
Т.е. впрямую зависит от фокусного расстояния

Тогда получаем, что проницание не зависит от фокусного расстояния только до тех пор, пока размер объекта меньше размера пикселя фотоприемника. А зависит только от диаметра (что и описывается в формуле Боуэна).


Для визуального инструмента освещенность изображения, создаваемая в фокальной плоскости объектива телескопа, роли не играет, потому что далее стоит окуляр, рисующий изображение для глаза опять в бесконечности. Т.е. проницающая способность по звезде определяется диаметром входного зрачка системы телескоп+глаз (который не обязан, кстати, быть равным апертуре телескопа). Для протяженного объекта освещенность создаваемая на сетчатке глаза при наличии телескопа равна или меньше той же освещенности без телескопа. Т.е. телескоп не увеличивает визуальный блеск протяженного объекта.
Не, не согласен.
Глаз можно рассматривать как окуляр, с линзой на входе. Она будет одинакова для обоих телескопов, поэтому влиянием линзы глаза, как мне кажется, можно пренебречь. Базовая физика останется прежней - вся оптическая система будет строить изображение в глазу, а не на фотосенсоре. Линейные зависимости будут аналогичными.

На проницание оказывает влияние еще и то, как мозг воспринимает слабое изображение разного размера на сетчатке.
Согласен

Отсюда и увеличение, как характеристика проницания.
Не согласен или не понял.

Побочным фактором того, как относительное отверстие объектива визуального телескопа может повлиять на его проницание, можно считать то, что в объективе с малым отн.отв. проще исправить аберрации  :)
Играю на паузе - пока не в теме.

Книга, между прочим, ориентирована в первую очередь на фотографию. Характеристик визуального инструмента там мало.
Я не вижу для описываемой проблемы большой разницы. Пока не вижу. Поэтому и ищу обоснование формулы Боуэна. Хоть на китайском.

В свою очередь могу порекомендовать книгу Максутова Д.Д. "Астрономическая оптика". Там вопрос проницания подробно рассмотрен.
Поставил в очередь.
Спасибо.

Feanor

  • Гость
Глаз можно рассматривать как окуляр, с линзой на входе.

Не окуляр, а объектив.  Разницу чуйствуете??   ;)

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
...........В первую очередь это визуальные, а не фотографические условия наблюдений.
Вы мне описываете, как работают части формулы, а я ищу, почему в ней нет фокусного расстояния. Выше мы уже определились с Александром, что фокусным расстоянием можно пренебречь, если размер изображения меньше размера пикселя фотоприемника.
Осталась проблема с глазом. Если верить размерам из HAIP (размер рецептора глаза "Cone Cells" порядка 2 микрон), и предположить, что каждый рецептор может работать отдельно, то формула Боуэна не совсем точна или учитывает еще какие-то факторы. Если же размер самых светочувствительных рецепторов "Rod Cells" гораздо больше (а HAIP на это намекает, но размера не дает), то будет и объяснение для Боуэна.

"Human microscopic anatomy: an atlas for students of medicine and biology" дает размер Rod Cells в 50 микрон.

Если это так, то для меня проблема формулы Боуэна решена.

Всем спасибо.

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Опыт нашей работы со светосильными системами показывает, что светосильные системы быстрее набирают проницание по сравнению с длиннофокусными.
Согласен

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Простите, какая площадь может быть у звезды?   Дифракционные диски у тусклых звезд при любых полезных увеличениях укладываются на малое количество светочувствительных клеток глаза. При этом какого-либо падения проницания нет.  Вы забываете про особенности строения глаза.  Влияет только яркость фона - просто примите это как факт (если, конечно, не ставите себе цель научить нас истине ;)
См. HAIP. Малое количество > 1 - имеем снижение чувствительности/проницания 

Все остальное только что описал

Никого я не учу  ;) Мне в теме про муки Графа по выбору Celestrona/ASA порекомендовали книгу - я ее практически осилил, появились вопросы.

   И все равно, даже это не играет роли: поймите наконец, не строит объектив изображения на сетчатке! Изображение строит глаз, который смотрит через окуляр.   Нелепо рассматривать объектив без окуляра, когда говорим о визуале! А с окуляром светосила объектива уже не играет роли - из окуляра выходит параллельный пучок, а не сходящийся.  Играет роль только увеличение.    Порисуйте, что ли, схемы оптические, для понимания.
Мне кажется, что ничем принципиальным для данной проблемы глаз не отличается от астрографа. Обе системы строят изображение - одна на фотодетекторе, другая на рецепторах глаза. В обеих системах линейный размер объекта пропорционален фокусному расстоянию.
PS А Вы точно не тролль? ;)   Если нет, пройдите сюда  https://astronomy.ru/forum/index.php/board,29.0.html и изучайте матчасть.  Удачи!
Я попка-дурак, ничего не понимаю, но хочу все знать.  :D
Если бы в ФАКах или в инете я нашел условия, для которых Боуэн написал формулу - я бы сюда не писАл. А так вопрос для меня решен. Не зря сходил.
Пасиб.

Оффлайн Jaws

  • *****
  • Сообщений: 954
  • Благодарностей: 27
  • Решением большинства чипирован добровольно
    • Сообщения от Jaws
    • Подбор автоподборщиков (ответственно).
Мне кажется, что ничем принципиальным для данной проблемы глаз не отличается от астрографа. Обе системы строят изображение - одна на фотодетекторе, другая на рецепторах глаза. В обеих системах линейный размер объекта пропорционален фокусному расстоянию.

Но вот беда - у визуальной системы нет фокусного расстояния, и размер пропорционален только увеличению.

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
По визуалу (на выделенный фрагмент цитирования):
При одинаковом увеличении телескопов, для инструментов с разными по светосиле объективами изображение на сетчатке имеет одинаковый масштаб.
Да что ж вы так любите вместе с одним изменением сразу двигать другое :) Ну нельзя сразу менять две переменные и гадать, что от чего будет зависеть.
Я ни разу не говорил про "одинаковое увеличение телескопов"
Я всегда говорил про разные фокусные расстояния при одинаковом диаметре. Включите в обе системы (длинную и короткую) хрусталик глаза и считайте его объективом. Получите стандартную схему телескопа.

Считать абсолютные значения изображения в глазу лень, одно ясно - размеры самых светочувствительных нервных окончаний в глазу на порядок больше размеров диска Эйри (с точностью самой формулы, как я согласился - +- километр), поэтому для расчета проницаемости по звездам при визуальных наблюдениях фокусным расстоянием можно пренебречь.

Всем спасибо.

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Но вот беда - у визуальной системы нет фокусного расстояния, и размер пропорционален только увеличению.
Хрусталик глаза для данной проблемы ничем не отличается от линзы. Если он выходит из строя - его линзой и заменяют. Также имеет определенные физико-оптические характеристики - радиусы кривизны и др.

Feanor

  • Гость
См. HAIP. Малое количество > 1 - имеем снижение чувствительности/проницания 

Ввиду всего, что здесь уже написали, Вы, наверное, начитаете понимать теоретическую неактуальность светосилы для визуала.

А вот насчет этого (размера светочувствительных клеток и особенностях их работы) научные данные почитать было бы интересно.  Но на это влияет не светосила - влияет увеличение.   Подтвержу - если звездочки в окуляре видны не совсем точечные (причины бывают разные - некачественная оптика, не термостабилизировавшаяся труба, неспокойная атмосфера, плохой окуляр, аберрации оптической схемы, тепловые токи при балконных наблюдениях, слишком высокое увеличение, астигматизм глаза...) проницание падает.  При потере "остроты", "наколотости" падает совсем незначительно (если вообще падает, не сделал для себя определенного вывода), а вот при более существенном размазывании, конечно, падает, и сильно.

Feanor

  • Гость
Хрусталик глаза для данной проблемы ничем не отличается от линзы.

Окуляр - это линза, но линза - это далеко не всегда окуляр   ;D   
Короче, ухожу из темы. По поводу отсутствия связи относительного отверстия и визуального проницания вам здесь уже сказали ВСЁ!

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Подробно, наверное, есть в факе, поищите. Но на пальцАх могу привести наглядный пример:   из города те же самые звезды видны хуже, или совсем не видны, нежели из деревни, потому что фон неба в городе светлее (а не от того, что смог затмевает свет, что тоже имеет место, но ближе к горизонту).
Поэтому при подъеме увеличения на инструменте, (что сопровождается падением яркости фона), проницание растет. А не от того, что звезда становится "крупнее".
Не, не ясно. Беру паузу. ПАУЗА!

Окуляр - это линза, но линза - это далеко не всегда окуляр   ;D   
Согласен. Но для ДАННОЙ задачи я разницы не вижу.

Оффлайн Alexandr_V

  • *****
  • Сообщений: 2 002
  • Благодарностей: 165
  • Melezhy Astrophoto Observatory L72
    • Сообщения от Alexandr_V
Давайте все же договоримся о предмете нашего обсуждения. Вас интересует какое проницание? Фотографическое или визуальное? И для каких объектов: протяженных или точечных?
И еще. Вы сомневаетесь в приводимых результатах, основанных на формулах, или вы ищите границы их применимости/пытаетесь их уточнить?

...только диаметром входного зрачка.
Или диаметром зеркала телескопа
Строго говоря именно диаметром входного зрачка системы глаз+телескоп. Он равен или меньше апертуры телескопа в зависимости от увеличения (про равнозрачковое увеличение помните?).

Если размер изображения больше пикселя, то относительным отверстием объектива.
Т.е. впрямую зависит от фокусного расстояния
Напрямую зависит от отношения апертуры к фокусному расстоянию.
При постоянной апертуре да, от фокусного расстояния.


...
Не, не согласен.
Глаз можно рассматривать как окуляр, с линзой на входе. Она будет одинакова для обоих телескопов, поэтому влиянием линзы глаза, как мне кажется, можно пренебречь. Базовая физика останется прежней - вся оптическая система будет строить изображение в глазу, а не на фотосенсоре. Линейные зависимости будут аналогичными.
Давайте с другой стороны. Порог проницания определяется освещенностью сенсора. Будь-то пикселя матрицы или палочки/колбочки сетчатки. Чем определяется эта освещенность для глаза? Светосилой глаза и плотностью светового потока на зрачке глаза. Что делает зрительная труба? Преобразует параллельный пучок лучей диаметром D апертуры на входе, в параллельный же пучок лучей, диаметром d зрачка глаза (случай равнозрачкового увеличения). Иными словами, поток излучения, собираемый апертурой, равен потоку излучения в зрачке глаза. Таким образом, освещенность палочки сетчатки определяется апертурой телескопа и фокусным расстоянием глаза.
Светосила объектива телескопа (заметьте, именно объектива, а не всего телескопа, для которого эта величина бессмысленна)
как-то так...


Отсюда и увеличение, как характеристика проницания.
Не согласен или не понял.
Я имел ввиду следующее. Для каждого объекта (протяженного) имеется значение увеличения, при котором освещенность/линейные размеры изображения на сетчатке таковы, что мозг регистрирует изображение наилучшим образом.


Книга, между прочим, ориентирована в первую очередь на фотографию. Характеристик визуального инструмента там мало.
Я не вижу для описываемой проблемы большой разницы. Пока не вижу. Поэтому и ищу обоснование формулы Боуэна. Хоть на китайском.
Телескоп для визуальных наблюдений - это зрительная труба. Чем оптическая система типа зрительной трубы отличается от о.с. типа объектива надо пояснять?


В свою очередь могу порекомендовать книгу Максутова Д.Д. "Астрономическая оптика". Там вопрос проницания подробно рассмотрен.
Поставил в очередь.
Если интересно, могу поделиться - у меня есть в электронном виде.
BKP2501OTA+paracorr II, QHY9m, WS180GT, Starlight Lodestar X2, off-axis guide;
ED80+0.85ред, QHY8L, DS90/500 QHY6 guide;
Мои фотоработы

Оффлайн Mihail Sedyh

  • *****
  • Сообщений: 5 972
  • Благодарностей: 34
    • Сообщения от Mihail Sedyh
Вы мне описываете, как работают части формулы, а я ищу, почему в ней нет фокусного расстояния. Выше мы уже определились с Александром, что фокусным расстоянием можно пренебречь, если размер изображения меньше размера пикселя фотоприемника.
Да, блин!
Приведенная формула применима:
1. Только для визуальных наблюдений.
2. Только для точечных объектов - звезд.
3. Только для "проницающего увеличения" - 0,7D. (есть вариант формулы, учитывающий увеличение отдельно).
Глаз - мыльница с объективом-фиксой и фиксированной выдержкой. Телескоп для него - АФОКАЛЬНАЯ насадка, имеющая только 2 взаимосвязанных параметра: увеличение и входной зрачок (считаем систему идеальной). Все, что внутри насадки: вид, количество и параметры отдельных компонентов  - совершенно не играет роли.

Насчет степени роста проницания при росте увеличения ссылку на более подробное описание процесса не дадите?
При росте увеличения яркость фона падает, яркость звезды не меняется, контраст растет, порог обнаружения растет. Это происходит, пока для глаза звезды не перестануть быть точками. После этого контраст расти перестает. Эмпирически это значение для "среднего глаза" принято как 0,7D.

Цитата
Еще раз - нельзя искать зависимость от одной величины, одновременно меняя что-нибудь еще.
Можно. Если врезаться во что-нибудь на машине (ттт, конечно), то роль будет играть только скорость в момент столкновения. И совершенно не важно, какие в это время были обороты двигателя, номер передачи и было ли отпущено сцепление вообще.

Цитата
Глаз можно рассматривать как окуляр,
Нельзя, можно, как объектив + матрица с довольно существенными оговорками.

Цитата
Мне кажется, что ничем принципиальным для данной проблемы глаз не отличается от астрографа.
С большой натяжкой их можно сравнить, только если иметь в виду невооруженный глаз...

Считать абсолютные значения изображения в глазу лень, одно ясно - размеры самых светочувствительных нервных окончаний в глазу на порядок больше размеров диска Эйри (с точностью самой формулы, как я согласился - +- километр), поэтому для расчета проницаемости по звездам при визуальных наблюдениях фокусным расстоянием можно пренебречь.
Исходя из неверных предпосылок, путем неверных расчетов Вы получили неверный результат, который Вас полностью удовлетворил. При этом Вы полностью проигнорировали все, что для Вас разжевывали на 2 страницах и не удосужились почитать источники, которые Вам несколько раз рекомендовали.
PS А Вы точно не тролль? ;) 
Вот у меня закрадываются точно такие же подозрения....

Если бы в ФАКах или в инете я нашел условия, для которых Боуэн написал формулу - я бы сюда не писАл.
Если я сейчас найду на этом форуме указанную информацию - влеплю процентов 20 за флуд.


"Алькор", Бинокль 10х50, Coronado PST, доб 235/1157, МТ-3С

Оффлайн Jaws

  • *****
  • Сообщений: 954
  • Благодарностей: 27
  • Решением большинства чипирован добровольно
    • Сообщения от Jaws
    • Подбор автоподборщиков (ответственно).
...
(Estern мои вопросы не снял)

—Да не согласен я.
—С кем? С Энгельсом или с Каутским?
—С обоими.
;D

Оффлайн Mihail Sedyh

  • *****
  • Сообщений: 5 972
  • Благодарностей: 34
    • Сообщения от Mihail Sedyh
Если бы в ФАКах или в инете я нашел условия, для которых Боуэн написал формулу - я бы сюда не писАл.
Если я сейчас найду на этом форуме указанную информацию - влеплю процентов 20 за флуд.
Перед открытием темы Вы должны были бы прочитать хотя бы это:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,62581.0.html
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,28759.0.html
А желательно еще и это (прямые ссылки в оглавлении ЧАВО):
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,25346.0.html
Оптическое строение глаза
Ну и классика никогда не помешает (там же):
Сикорук Л.Л. "Телескопы для любителей астрономии"


Вот только честно, Вы что-нибудь из этого прочитали?
"Алькор", Бинокль 10х50, Coronado PST, доб 235/1157, МТ-3С

Оффлайн codacoda666Автор темы

  • **
  • Сообщений: 54
  • Благодарностей: 3
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от codacoda666
Давайте все же договоримся о предмете нашего обсуждения. Вас интересует какое проницание? Фотографическое или визуальное? И для каких объектов: протяженных или точечных?
И еще. Вы сомневаетесь в приводимых результатах, основанных на формулах, или вы ищите границы их применимости/пытаетесь их уточнить?
Изначально - визуальное. Предельное проницание для точечных объектов - для звезд. Искал границы применимости формул. Не смог найти обоснование формулы Боуэна-поэтому вышел сюда.
Строго говоря именно диаметром входного зрачка системы глаз+телескоп. Он равен или меньше апертуры телескопа в зависимости от увеличения (про равнозрачковое увеличение помните?).
Вы опять пытаетесь вставить какие-то новые факторы. Меня интересовала зависимость ТОЛЬКО от фокусного расстояния. БЕЗ других ограничений. БЕЗ разных окуляров. Для реального глаза.
С этим Вашим высказыванием я согласен, но это уточнение не имеет значения для данной проблемы в общем. Если вы хотите смотреть глубже и искать снижение эффективной апертуры, можно еще с десяток факторов вставить, начиная с экранирования вторичным зеркалом и тыды и тыпы. Но формула Боуэна так глубоко не лезет. Я тоже.
Напрямую зависит от отношения апертуры к фокусному расстоянию.
При постоянной апертуре да, от фокусного расстояния.
Я уже устал говорить, что ДИАМЕТР=CONST. Меня интересовала зависимость от фокусного расстояния.
Извините, беру паузу. До воскресенья время найти сложно