Вторник
17.10.2017
22:10

Приветствую Вас Гость
RSS
Формулы для телескопа - астрофорум красноярска ГлавнаяРегистрацияВход
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: БулдаковСергей, imasty 
астрофорум красноярска » общая астрономия » Помощь начинающим » Формулы для телескопа (Взято с сайта http://kosmoved.ru/)
Формулы для телескопа
imastyДата: Понедельник, 22.09.2014, 15:28 | Сообщение # 1
Я модератор!!! УУУУУ!!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 62
Репутация: 2
Статус: Offline
Основные формулы, показывающие на что примерно способен телескоп.
Не забывайте только, что это теория, на деле всё сильно зависит от качества изделия, правильности настройки и состояния атмосферы.

Сначала три основных понятия:
Апертура телескопа (D)
Фокусное расстояние телескопа (F)
Кратность телескопа (Г)

Апертура телескопа


Апертура телескопа (D) - это диаметр главного зеркала телескопа или его собирающей линзы. Если грубо, то чем "апертуристее", тем лучше.

Чем больше апертура, тем больше света соберёт объектив и тем более слабые объекты вы увидите. То есть, если вы хотите наблюдать за галактиками и туманностями, то не теряйте время и деньги на телескопы с апертурой менее 150 мм. - вполне подходящий размер для начинающего, недорого и негромоздко.
Если хотите получить действительно хорошее качество изображения, не переплачивать за излишества, но и не кусать потом локти от того, что "чуть-чуть не хватает" - берите телескоп с апертурой 200-250мм. Изображения объектов глубокого космоса с такой апертурой - чёрно-белые. Хотя, цвета самых ярких звёзд уже явно различаются. С точки зрения цены, размеров и веса, это предел возможностей для подавляющего большинства любителей астрономии. Да, конечно, апертура - вещь такая, что её вам всегда будет мало, но есть "хорошо бы", а есть "проза жизни".
Если хотите увидеть цветные картины галактик и туманностей, то тут чем больше, тем лучше. Соответственно и цены кусаются. Цвета устойчиво появляются при апертурах более 300-350мм. Самый большой магазинный телескоп с апретурой 16" (406 мм.) стоит около 80 тыс. руб. Размеры и вес у него такие, что "просто так" его во двор не всякий раз вытащишь... покупайте загородный дом и стройте обсерваторию :-)

Если хотите смотреть на Луну, то вроде бы апертура может быть и поменьше. Действительно - Луна и так яркая. Но, дело не только в яркости изображения. Апертура ещё и ограничивает максимальное увеличение телескопа. Поэтому, бОльшая апертура совсем не помешает и при наблюдении за Луной (если апертура слишком большая и изображение получается слишком яркое, то используются затемняющие "лунные фильтры").

Сравнивая по апертуре рефракторы и рефлекторы, нужно помнить, что в рефракторах нет вторичного зеркала, все собранные лучи доходят до окуляра. А, в рефлекторах и катадиоптриках это самое вторичное зеркало установлено перед главным зеркалом и закрывает собой часть света. Чем больше зеркал и линз на пути света, тем меньше его доходит до окуляра. Следовательно, раз конструкции объективов в телескопах разные, то и их светосилу по миллиметрам апертуры напрямую сравнивать нельзя.
Подробнее об этом смотрите в статье о cравнении световых потерь разных моделей телескопов.


Фокусное расстояние телескопа


Под фокусным расстоянием телескопа обычно имеется ввиду фокусное расстояние объектива(F), поскольку окуляры сменные, и у каждого из них фокусное расстояние своё.

От фокусного расстояния зависит не только увеличение, но и качество изображения. Чем больше фокусное расстояние, тем качественнее изображение. Например, чем больше фокусное расстояние рефрактора, тем меньше его изображение страдает от хроматизма, главного бича этого вида телескопов. Да и в рефлекторах большее фокусное расстояние по-моему только на пользу идёт...

От фокусного расстояния телескопа зависит и его длина, особенно рефлекторов Ньютона и рефракторов.

оптические схемы катадиоптрических телескопов У катадиоптрических телескопов, свет проходит внутри трубы несколько раз "туда-сюда", за счёт чего они получаются короче. Фокусное расстояние объективов катадиоприков от этого не страдает.
Посмотрите на рисунок слева - там приведены схемы разных конструкций катадиоптриков и ход лучей в них. Хорошо видно, что "геометрический конус сходимости лучей" сложен как лист бумаги, если так конечно можно выразиться.
Подробнее о катадиоптриках смотрите в статье катадиоптрические телескопы

Из всего этого следует, что модели телескопов с коротким фокусным расстоянием (около 500 мм) - не самый удачный выбор. Да, места они занимают мало, удобны для балконов, но расплата за это - низкое качество изображения.
К слову, у рефрактора "Sky-Watcher BK 909AZ3" фокусное расстояние - 900мм и эта труба заслуженно считается классикой для начинающих (стоит 7500р. в 2014г.).

К слову, до изобретения ахроматических рефракторов, с хроматизмом в линзовых телескопах боролись именно через увеличение фокусного расстояния их объективов. Посмотрите на один из телескопов, принадлежащих Яну Гевелию. Длина его была 50 метров, он подвешивался к столбу и управлялся канатами, которые тянули помощники астронома.



Кратность телескопа


Кратность телескопа (Г) показывает, во сколько раз он может увеличить объект. Её можно вычислить через соотношение фокусных расстояний объектива и окуляра.
Под кратностью телескопа правильнее подразумевать наибольшую полезную кратность объектива, а не всего телескопа, поскольку окуляры у него сменные, с разными фокусными расстояниями.
Действительно полезная кратность телескопа жёстко ограничена апертурой D (диаметром главной линзы или зеркала). Считается, что наибольшая полезная кратность телескопа равна 2D. Но, на деле лучше её брать несколько меньше - около 1,6D. Здесь вмешиваются качество оптики, качество сборки и настройки.
Так же нужно учитывать, что чем выше итоговая кратность телескопа, которую вы получите с более короткофокусными окулярами, тем темнее будет изображение, вплоть до того, что вы уже просто ничего не рассмотрите. Поэтому, кроме кратности телескопа, так важна его апертура - чем больше света соберёт объектив, тем светлее изображение.
Всегда ли нужна высокая кратность телескопа? Это зависит от того, за чем вы собираетесь наблюдать. Если за Луной и планетами, то кратность безусловно желательна повыше - они достаточно яркие. А, если увлекаетесь галактиками и туманностями, то прежде всего важна апертура, поскольку это довольно тусклые объекты и чем больше света соберёт ваш телескоп, тем лучше. Кроме того, некоторые объекты глубокого космоса имеют совсем немаленькие угловые размеры и при больших увеличениях просто не умещаются в поле зрения. Но, что толку от таких размеров, если объект едва различим из-за малой апертуры...
Так что, как ни странно на взгляд новичка, не всегда надо гнаться за наибольшей кратностью телескопа. Именно по вышеназванным причинам астрономы-любители часто считают апертуру гораздо более показательной характеристикой телескопа, нежели его кратность.
Иногда с кратностью телескопа жульничают, огорошивая покупателя высокой цифрой. Уточняя этот параметр, спрашивайте: "C линзой Барлоу или нет?" Эта линза в несколько раз наращивает кратность телескопа, увеличивая фокусное расстояние объектива. При этом умалчивается, что у объектива есть физический предел полезной кратности, зависящий от апертуры, и никаким "барлоу" это не исправить. То есть, после определённого значения, изображение действительно станет крупнее, но вот деталей не прибавится и вы получите просто мутное пятно большего размера.
Будьте внимательны - эту линзу докупите потом, когда поднатореете в оптике и наблюдениях.
Наверное, самый дурацкий вопрос к продавцу, который может быть: "Какая кратность у этого телескопа?"

Сами формулы:


Кратность или увеличение телескопа (Г)

Г=F/f, где F - фокусное расстояние объектива, f - фокусное расстояние окуляра.
F вы изменить чаще всего не можете, но имея окуляры с разным f, вы сможете менять кратность или увеличение телескопа Г.

Максимальное увеличение (Г max)

Максимальное увеличение телескопа ограничено диаметром объектива. Принято считать, что Г max=2*D, но из-за поправок на искажения, точности изготовления и настройки, лучше немного занизить эту величину:
Г max=1,5*D, где D - фокусное расстояние объектива.
А если труба окажется способна на большее - пусть это лучше сюрпризом будет, чем наоборот... Используя линзу Барлоу, можно поднять максимальное увеличение телескопа в разы, но в итоге вы получите всего-лишь размытое пятно больших размеров и никаких дополнительных деталей.
Есть правда немного другой подход: немного более крупные размеры часто позволяют лучше расмотреть тот же объект, несмотря на то, что деталей на нём не прибавится. Наверное поэтому и советуют обычную формулу: Г max=2*D. То есть, это зависит от объекта и вашего вкуса...

Светосила

Светосила телескопа определяется в виде отношения D:F. Если не особо заморачиваться, то чем меньше это отношение, тем лучше телескоп подходит для наблюдения галактик и туманностей (например 1:5). А более длиннофокусный телескоп с соотношением вроде 1:12 лучше подходит для наблюдения Луны.

Разрешающая способность (b)

Разрешающая способность телескопа - наименьший угол между такими двумя близкими звездами, когда они уже видны как две, а не сливаются зрительно в одну.
b=138/D, где D - фокусное расстояние объектива. Измеряется в секундах (точнее в секундах дуги).
Из-за атмосферы эта величина нечасто бывает меньше 1" (1 секунды). Например, на Луне 1" соответствует кратеру диаметром около 2 км.
Для длиннофокусных объективов, со значением светосилы 1:12 и более длинных, формула немного другая: b=116/D (по Данлопу).

Предельная звёздная величина (m)

Предельная звёздная величина, которая видна в телескоп, в зависимости от апертуры:
m=2.1+5*lg(D), где D – диаметр телескопа в мм., lg - логарифм.
Если возьмётесь расчитывать, то увидите, что предельная звёздная величина, доступная нашему глазу через самый большой магазинный телескоп с апертурой 250мм - около 14m. Более слабые объекты ищутся через фотографирование и последующую компьютерную обработку кадров.

Выходной зрачок

Выходной зрачок телескопа = D/Г
Хорошо, когда выходной зрачок телескопа равен 6 мм., это значит, что весь свет собираемый объективом попадёт в глаз (6 мм. - примерный диаметр человеческого зрачка в темноте). Если выходной зрачок окажется больше, то часть света потеряется, подобно тому, как если бы мы задиафрагмировали объектив.

Поле зрения телескопа

Поле зрения телескопа = поле зрения окуляра / Г
Поле зрения окуляра указано в его паспорте, а увеличение Г телескопа с данным окуляром мы уже знаем как расчитать: Г=F/f.
Чем полезно знание поля зрения телескопа?
Чем больше поле зрения телескопа, тем больший кусок неба виден, но тем мельче объекты.
Зная какое поле (угол) захватит ваш телескоп при заданном увеличении, и зная уговые размеры искомого объекта, можно прикинуть какую часть поля зрения займёт этот объект, то есть прикинуть общий вид того, что вы увидите в окуляре.
Если вы ищете объект не по координатам, а по картам, то полезно сделать из проволоки колечки, которые соответствуют на карте угловым полям зрения ваших окуляров в составе данного телескопа. Тогда гораздо легче ориентироваться: двигая телескоп от звезды к звезде и одновременно перемещая колечко на карте, вы легко можете сверять оба изображения.

Взято с сайта http://kosmoved.ru/


 
астрофорум красноярска » общая астрономия » Помощь начинающим » Формулы для телескопа (Взято с сайта http://kosmoved.ru/)
Страница 1 из 11
Поиск:


Directrix.ru - рейтинг, каталог сайтов
Copyright Astroclub © 2017
Сайт управляется системой uCoz