Самодельные бинокуляры

[sky-man]

Бобр-99, давайте так. Разобьём "трудную" в пониманию задачу на части. Первое - если выходной зрачок телескопа больше зрачка наблюдателя, то весь ли свет, собранный объективом, попадёт на сетчатку? Я это делаю, "ибо не знаю ответа".  А благодаря вашим разъяснениям постепенно всё пойму. Или не пойму... Но хочу вырасти над собой!

Вмешаюсь в вашу дискуссию.
Рефрактор 102/500 в бино, если в фокальной плоскости расположить лист бумаги то мы увидим световой круг диаметром 50мм, на котором видны здания и другие объекты в поле зрения объектива.
Устанавливая окуляр 1.25 например 24/68 с диафрагмой диаметром 27мм в фокальной плоскости мы тоже не используем весь свет который собирает объектив не смотря на то, что зрачок выходной из этого окуляра 4.9мм и весь свет из окуляра попадает в глаз наблюдателя.

По сути мы не теряем яркость картинки, если принебречь виньетированием от объектива - обычно центр ярче, край поля темнее, и принять что примерно поле ровное на флетах, то мы просто теряем часть видимого поля в фокальной плоскости с окуляром 1.25 24/68, но это потерянное поле построено также светом собранным объективом. И мы его теряем не смотря на то, что зрачок вроде бы 4.9мм.
На пальцах - свет за пределами посадки 1.25 окуляра продолжает светить и проецироваться в фокальной плоскости, но мы его не видим же, значит теряем.

Однако важно что находится в поле зрения объектива во время ночных наблюдений. Все это поле в фокальной плоскости диаметром 50мм за границей диафрагмы окуляра 24/68 1.25 диаметром 27мм может быть «черным» фоном в виде неба со звездами, а сам светящийся объект например в спектре Oiii 500nm находится в поле зрения окуляра 1.25 в фокальной плоскости, а не за его границей. Тогда весь свет этого светящегося объекта попадает в глаз наблюдателя и то что нас интересует - мы не теряем свет собранный объективом от этого объекта.

Далее важно чтобы свет от этого объекта, собранный объективом в фокальной плоскости диаметром 27мм (диафрагма окуляра) полностью попал в глаз, для этого нужно чтобы зрачок был не более 7мм. Иначе при большем зрачке часть света уходит мимо глаза.

Яркость освещенного объективом поля в фокальной плоскости остается неизменным всегда какой бы мы окуляр не установили так как сам объектив мы не диафрагмируем.

Например мы имеем объектив 102/500, окуляр 56/50 увеличение 8.9х. Зрачок выходной из окуляра 11.5мм.
Диафрагмируя выходной зрачок окуляра диаметром 11.5мм радужкой глаза до 7мм при сумеречном зрении, которая выполняет роль диафрагмы у человека в глазу мы снижаем количество света с 11.5мм до 7мм.
С окуляром 34/68 мы получаем эффективный зрачок 7мм.
Яркость картинки не снижается для наблюдателя так как он и при выходном зрачке окуляра 11.5мм «впускал» в свой глаз только 7мм и при выходном зрачке окуляра 7мм наблюдатель также «впускал» в свой глаз только 7мм. Отличие только в масштабе картинки в первом случае увеличение 8.9х, во втором 14.5х. А также размер видимого реального поля - в первом случае поле 5.61 градуса, во втором 4.7 градуса.
Таким образом сохраняя яркость картинки мы имеем одинаковый рабочий зрачок 7мм, но получаем более широкое поле с окуляром 56/52 со зрачком 11,5мм. В каких то случаях это нужно.

Не забываем, что всё время поле в фокальной плоскости останется освещенным объективом  одинаково, мы меняем только «лупу», которой мы рассматриваем картинку в фокальной плоскости.

Поэтому я не согласен, что зрачки более 7мм не имеют смысла. Они имеют смысл если мы хотим получить более широкое поле когда это надо. Но огромной прибавки ждать не стоит ведь края поля искажены комой, астигматизмом, светофором на рефракторах часто. Поэтому лучше не терять увеличение в погоне за небольшим увеличением поля с плохим качеством с краю.
Простой пример я попробовал на 102/500 окуляр ES 34/68 2 дюйма с полем 4.6 градуса, который сильно увеличивает поле, края и 20% от края это муть. Тратить деньги на 2 дюйма окуляры я не увидел смысла на 102/500. Резкое поле без заметной комы и мути дают только окуляры 1.25 на этой трубе. При этом поле еще широкое около 3.3 градусов с 24/68 1.25. Окуляры 1.25 обрезают на этой трубе некачественную внешнюю часть поля трубы 1.3 градуса в фокальной плоскости.

С окуляром 28/68 2 дюйма с полем 3.8 градуса я не увидел критической разницы с 24/68 1.25 с полем 3.3 градуса, однако 2 дюйма на бино сильно увеличивают вес и сложность конструкции в моем случае по ассиметричной схеме. Поэтому остался на 1.25, такая золотая середина на 102/500.

[SAY]

В обоих случаях поверхностная яркость конкретного протяжённого дипскай объекта будет одинаковой. Кстати, наибольшая поверхностная яркость - при наблюдении невооружённым глазом, т.к. нет дополнительных потерь в светопропускании в виде телескопа. Только хрен чего невооружённым глазом увидишь кроме единичных мутных объектов на тёмном небе. Увеличение выходного зрачка в телескопе сверх равнозрачнового соответствует пропорциональному уменьшению диаметра объектива и масштаба объекта.

[Бобр-99]

Первое - если выходной зрачок телескопа больше зрачка наблюдателя, то весь ли свет, собранный объективом, попадёт на сетчатку?

Не весь.

Мы видем не суммарное количество света, а яркость. (Не совсем так, но для этого разговора не важно). То есть количество света на единицу площади.

Закон линейной оптики - никакой оптический прибор не может увеличить яркость.
Он ее в разной степени уменьшает.

Допустим у нас телескоп большой апертуру, скажем 10 м. При смене окуляров меняется увеличение. Яркость неизменна - максимальна.

Если у нас телескоп 10 см, то при низком увеличении всё тоже самое, пока увеличение маленькое яркость не меняется. Но начиная с какого-то яркость начинает падать. Это происходит когда выходной зрачок становится меньше зрачка глаза. То есть диафрагмирование переходит от глаза к телескопу.

Для 10 м телескопа всё тоже самое. Только переход произойдет на большом, практически бесполезном из-за атмосферы увеличении.

Итак, в идеале диафрагмирование должно быть глазом. Тогда яркость не зависит от увеличения. Но у нас телескопы малой апертуры и мы ищем компромисс между яркостью и увеличением. Ведь обычно хочется большое увеличение. Считается что этот компромисс хорош при зрачке телескопа 2-3 мм.

Про разрешение не говорим, это другая история.

[Бобр-99]

Если со зрачками и апертурами ясно идем к биноклям.

Мы видем не суммарное количество света, а яркость. (Не совсем так, но для этого разговора не важно).

На самом деле совсем не так. Сетчатка не фотопленка. Она что-то вроде процессора. Этот процессор выделяет контура. Причем только движущиеся контура. Информацию о яркости он в мозг не посылает. Центральный мозг видит градиенты. По ним он воссоздает картину.

Градиенты, в отличие от яркости, не зависят от увеличения, зрачка, апертуры. Почему же мы не видим одинаково в любой телескоп? Чувствительности не хватает. Сигнал уходит в шум. Полагаю все любители астрономии видят мерцание когда смотрят в самые тёмные места. Объекты видны когда они ярче этого мерцания. Чтобы увидеть более слабые два выхода: переход на нелинейную оптику или на большее число глаз. Бинокли не повышают яркость, они уменьшают шум. Это уже делает не предварительный процессор - сетчатка, а центральный - мозг.

Итак. Апертура собирает свет. Обеспечивает яркость (максимальную при равнозрачке). Окуляр регулирует увеличение и поле.
Второй глаз даёт вторую картинку, чтобы мозг мог найти и убрать шум.

А вот куда вставить в эту картину потерю апертуры зрачком глаза.. я не вижу.

[Бобр-99]

Увеличение выходного зрачка в телескопе сверх равнозрачнового соответствует пропорциональному уменьшению диаметра объектива и масштаба объекта.

Вот - "и масштаба объекта". И увеличению поля. Для чего и затеваются короткофокусные телескопы. А на них ставятся длиннофокусные окуляры. Крайне полезные не зависимо от размера зрачка. А затем ставится биноприставка или лучше вторая труба для повышения контраста.

[Бобр-99]

Эта история меня и волнует, как любителя туманностей.

А разрешение на втором месте.
Потому главное это апертура и два глаза. А дифракционная оптика лишь вишенка на торте.
Важнее окуляры Телевью, дающие резкие края, чем штрель объектива, разрешающий двойные по центру.

[sky-man]

Важнее окуляры Телевью, дающие резкие края, чем штрель объектива, разрешающий двойные по центру.

Высокий штрель связан с отсутствием аберраций оптики либо их низким уровнем. Смотреть в оптику с заметным астигматизмом, комой, сферичкой только портить свое зрение. Это как носить некачественные очки. Вся эта оптика это клево, но смотреть в кривоскопы себе дороже.

[Бобр-99]

Может я просто не смотрел в кривоскопы. Пока обсуждаю то, что вижу.
А вижу,  к примеру, выбор между эрфле. Это не кривоскопы? И обсуждение негодности зеркал с низким штрелем. Ну не убийственная ли комбинация?

[Бобр-99]

Высокий штрель связан с отсутствием аберраций оптики либо их низким уровнем.

А не паракор ли случайно связан?

Может быть, когда нибудь, озабочусь штрелем. Вот кстати засветка вынуждает смотреть на планеты. Это потом, а пока, я не видел самого интересного.

Так что бинокль и короткофокусник. В идеале два в одном.

[Андрей Лёвин]

  В любом бинокле (из нормальных) выходной зрачок больше зрачка наблюдателя, при условии, что наблюдения происходят днём. "Лишний" выходной зрачок нужен для более удобной настройки межзракового расстояния и "навырост" для наблюдений в сумерках. Телескоп же сугубо ночная игрушка и стремление увеличить выходной зрачок выше нужного является прямым уменьшением его апертуры. Да, поле зрения будет больше и без потери яркости протяжённых объектов. Но как будут видны эти объекты при уменьшении из размеров? В пределе (если увеличивать выходной зрачок дальше) это направление в сторону наблюдения тем же невооружённым глазом. Поэтому я лично не вижу смысла уменьшать увеличения телескопа меньше равнозрачкового, разве что совместить функции телескопа с его же искателем...

[ysdanko]

Телескоп же сугубо ночная игрушка и стремление увеличить выходной зрачок выше нужного является прямым уменьшением его апертуры

Пока Бобр и Скай этого не поймут с ними бесполезно развивать эту тему. У ребят просто каша в голове. Однако если им предложить вместо " дудки" апертурой 150мм. "Дудку" на 100 оба откажутся. Оно и понятно, в последнем картинка будет темнее, а разрешение и проницание меньше.

[sky-man]

У кого нет бинокуляра ни на руках ни в мыслях гнать надо из этой темы метлой имхо 🫢
Ибо только бинокуляр исцеляет и ставит на астро путь правильный 😃 Я думаю он исцелит даже троллей форумных.

[ysdanko]

У кого нет бинокуляра ни на руках ни в мыслях гнать надо из этой темы метлой имхо 🫢

В правилах Форума нет такого пункта. 

 А вот за кроспостинг, в чем лично вы замечены (многочисленное размещение одних и тех же фото в разных темах) существует наказание. Хз почему модераторы не обращают на вас внимание   

На Форуме запрещено:
3.1……
……………………………..
       г) публиковать однотипные темы или сообщения сразу в нескольких темах или разделах Форума (кросс-постинг);

https://astronomy.ru/forum/index.php?action=rules

[Vla]

Да, поле зрения будет больше и без потери яркости протяжённых объектов. Но как будут видны эти объекты при уменьшении из размеров?

На самом деле, яркость протяженных объектов не изменится, но это подразумевает потерю яркости, поскольку, если бы весь свет был доступен, меньшее увеличение привело бы к более высокой поверхностной (и общей) яркости, обратно пропорционально квадрату увеличения. Точечные источники, такие как звезды, будут тусклее. В любом случае происходит потеря яркости.

[sky-man]

На счет ED в бино.
Кстати поле на Svbony ED 102/714 не более 2.3 градуса с окулярами 1.25: 24/68, 32/52.

Блин маловато, на моем 102/500 с теми же окулярами 1.25 3.3 градуса.

На 1 градус больше. Это много прям.

На ED без вариантов надо докупать огромную диагональ 2’’ и окуляры 2 дюйма чтобы поле увеличить. Не вариант при постройке недорогого простого легкого бино.

[ysdanko]

Мы видем не суммарное количество света, а яркость. (Не совсем так, но для этого разговора не важно). То есть количество света на единицу площади.

Вообще то. выделенное синим, это освещенность: - «Освещенностью  называется величина потока, приходящегося на единицу поверхности» (С)

А яркость это: - « световой поток, посылаемый в данном направлении, делённый на малый телесный угол вблизи этого направления и на проекцию площади источника на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.» (С)

[Бобр-99]

Вообще то. выделенное синим, это освещенность

Если иметь в виду картину на сетчатке так.

В целом, я имел в виду прохождение света, через зрачек окуляра и глаза. Мы ведь про яркость туманностей говорим, видимую. Как называется плотность света в пучке из которого формируется изображение не знаю. Я пытаюсь обяснить, что зрительная яркость зависит от этой плотности, не от суммы собранного объективом света. А потому "потеря апертуры на зрачке глаза" бессмысленное выражение. В этой ситуации речь должна идти об увеличении и поле.

[Бобр-99]

Потерять (да и здесь неподходящее слово) можно только видимое качество изображения: резкость, яркость, контраст, поле изображения. Ну и кошелек конечно. Когда говорят "потеряна апертура на зрачке глаза" люди думают что ухудшилось качество изображения, а этого нет. С изображением всё в порядке.

А дальше идет тезис о бессмысленности более чем равнозрачковых окуляров. Этот тезис дважды неверный.
1. Равнозрачковыми называется не те увеличения с которыми выходной зрачек равен зрачку глаза, а те у которых он больше или равен.
2. Длиннофокусные окуляры нужны для большего поля (при меньшем увеличении конечно).

[ysdanko]

А дальше идет тезис о бессмысленности более чем равнозрачковых окуляров. Этот тезис дважды неверный.
1. Равнозрачковыми называется не те увеличения с которыми выходной зрачек равен зрачку глаза, а те у которых он больше или равен.

Не выдумывайте...
 Все определения даны оптиками до вас ...
Вдумчиво читайте Максутова. (Астрономическая оптика стр. 66-67) Равнозрачковое увеличение, это минимальное полезное увеличение телескопа. Дальше минимума нет смысла прыгать, ничего полезного не поймаете 

[Андрей Лёвин]

  Сейчас наш новоявленный воинствующий дилетант заявит, что Максутов некомпетентен в оптике...