Új hozzászólás Aktív témák

• #3037 4580693 senior tag Oppenheimer #3035

  Új Válasz 2021-05-17 06:39:49 #3037

  Új hozzászólás

  Összes hozzászólása itt Válaszok az összes hozzászólására itt Válaszok erre a hozzászólásra

  Privát üzenet küldése

  

  4580693

  senior tag

  válasz Oppenheimer #3035 üzenetére

  Úh haver, légyszi ezt ne! Tegnap előtt kezdted el az amatőrködést és meg akarod magyarázni, hogy nem az optika minősége számít? Komolyan, te nulla tudással akarod itt az észt osztani?

  Egy távcső leképezését egyszerűen jellemzi, az un. optikai átviteli függvénye, amely a távcső optikai jellemzőinek és a reális optikai minőségének függvénye. A valóságban egy 100 % kontrasztkülönbséget 100 %-osan leképező távcső nem létezik. Lord Rayleigt angol fizikus a 19. század második felében úgy találta, hogy egy optika leképezése „megfelelően jó”, ha a leképezés legalább 80 %-os hatásfokú. Ilyenkor – az azonos fázisban lévő – fényhullámok legalább lambda/4 pontossággal találkoznak. Ez a un. diffrakció limitált leképezés, amelyre az ad jó jellemzést, ha a teljes optikai felületen átlagoljuk a hibát, ez az un.”átlagolt négyzetes hiba” (RMS). A Rayleight-limit lambda/4 hullámfronthibát jelent, aminek lambda/14 RMS érték felel meg.
  A jól elkészített optikai műszerek (távcsövek, foto objektívek, mikroszkópok, stb) ennél a határértéknél is pontosabbak. Jellemzésűkre az un. Strehl-ratiot használjuk, ami röviden a kép és az eredeti jel intenzitásának aránya. Egy pontszerű fényforrás (a közönséges távcsövekben a csillagok) leképezésénél ez a Strehl-érték az elméleti méretű Airy-korongban összegyűjtött gyakorlati fénymennyiség és az elméleti érték hányadosa.
  A gyakorlatban a leképezés „jóságát” a Stehl ratio pontosan jellemzi.( Azon a helyen,ahol éppen mérjük persze. A csillagászati távcsöveknél a legfontosabb hely: az optikai tengely mentén a fókuszpont, mert itt a legjobb a leképezés.)Ha árnyalni akarjuk egy-egy műszer leképezését, akkor a következő kategóriák adódnak:

  1,00 -0,88 tökéletestől a kitűnőig
  0,88 – 0,80 kitűnőtől a jóig
  0,80-0,70 jótól a gyengéig

  A távcső valóságos leképezésének jóságát, így a kontaszt átviteli függvényt az optikai minőségén túl a reflektoroknál és a katadioptrikus távcsöveknél a központi kitakarás mértéke befolyásolja elsősorban. A refraktoroknál a refrakció természetéből fakadó színi hiba (kromatikus abberáció) csökkenti a pontosságot, hiszen a különböző hullámhosszúságú fényhullámok nem egy pontban találkoznak. Lássuk részletesebben e két hatást.

  A központi kitakarás hatásai

  A központi kitakarás a csillagok leképezésében egyszerű, jól látható hatást okoz. Ideális esetben a pontszerű fényforrásnál a fény 84 %-a Airy-diffrakciós korongban összpontosul, 7 %-a pedig ez első diffrakciós gyűrűben, a maradék 9 % pedig a többi, egyre halványuló gyűrűbe. Ha központi kitakarást helyezünk a fényútba, ez pótlólagos fényelhajlást okoz, megnövelve elsősorban az első gyűrűben való fényt.

  Stehl-értékben kifejezve ezt a hatást, a tükrös rendszerekben levő központi kitakarás a következő mértékben változtatja meg a leképezést egy elmeleletileg tökéletes optikánál ( a kitakarás a főtükör átmérőjének méretében van megadva):

  0,00 kitakarás: 1,00 Strehl,
  0,15 – 0,95
  0,25 – 0,88
  0, 30 – 0,83
  0,40 – 0,71

  A központi kitakarás hatásai
  A központi kitakarás a csillagok leképezésében egyszerű, jól látható hatást okoz. Ideális esetben a pontszerű fényforrásnál a fény 84 %-a Airy-diffrakciós korongban összpontosul, 7 %-a pedig ez első diffrakciós gyűrűben, a maradék 9 % pedig a többi, egyre halványuló gyűrűbe. Ha központi kitakarást helyezünk a fényútba, ez pótlólagos fényelhajlást okoz, megnövelve elsősorban az első gyűrűben való fényt.
  Stehl-értékben kifejezve ezt a hatást, a tükrös rendszerekben levő központi kitakarás a következő mértékben változtatja meg a leképezést egy elmeleletileg tökéletes optikánál ( a kitakarás a főtükör átmérőjének méretében van megadva):
  0,00 kitakarás: 1,00 Strehl,
  0,15 – 0,95
  0,25 – 0,88
  0, 30 – 0,83
  0,40 – 0,71
  Látható, hogy a tükrös és katadioprikus távcsövekben jellegzetes 25-30 %-os központi kitakarás 12-17 %-al degradálja a leképezést. 30 %-os kitakarásnál még egy tökéletes optikai rendszer is csupán a Rayleight-kritérium ( „megfelelően jó leképezés” ) határán mozog. Sajnos, ez a degradáció jóval nagyobb, ha az Airy-korong és első diffrakció gyűrű fényességének arányában vizsgáljuk a dolgot! Ez utóbbi azért fontos arányszám, mert a szoros részletek felbontása éppen ezen múlik!
  Tehát az Airy-korong fénymennyiségének és az első fiffrakciós gyűrűben levő fénymennyiségének hányadosai:
  K = kitakarás lineáris mérete
  A = Energy Airy/ Energy 1.st ring
  K= 0,0 A= 11,9
  K= 0,2 A= 5,4
  K= 0,3 A= 3,1
  A látható, hogy az ideális (kitakarás nélküli) állapothoz képest az első gyűrű az Airy-koronghoz képest jelentősen felfényesedik. 30 % kitakarásnál közel háromszorosára. Ez az effektus az, ami jelentősen degradálja a nagyon szoros és kis kontrasztú részletek felbontását (pl. a bolygókon, de az egyenlőtlen kettőscsillagoknál is)

  És még egy pici, hogy okulhass és hülyeségeket ne irogass:

  Mitől jó egy távcső? Mit mutat egy távcső? Milyen objektumokat mutat legjobban egy távcső? Minderről sokféle válasz kering közszájon, melyek némelyike – bár nem fedi a valóságot – máig elevenen él.

  Íme, egy csokorra való tévhiteinkből:
  “A kettőscsillagok felbontása a jó optika ismérve…”
  Az első dolog, amivel sok távcsőtulajdonos teszteli új zsákmányát, egy katalógusból kiválasztott jó szoros kettős, mely műszere felbontási határára (Dawes-határ) esik. Ha a távcső felbontja a két csillagot, az optika jól vizsgázott.
  Sok tapasztalt amatőr nincs tudatában annak, hogy a kettőscsillag-teszt nem szolgáltat perdöntő eredményt, épp ellenkezőleg. Bizonyos esetekben a gyenge optika képes felbontani olyan kettőst, amellyel a jobb optika csak üggyel-bajjal boldogul. A magyarázat az Airy-korongban keresendő.
  Nagy nagyításnál a távcső a fényesebb csillagokat nem pontszerűnek, hanem apró korongnak mutatja (Airy-korong). Ez az optikai törvények miatt van így. Anélkül, hogy belebonyolódnánk a részletekbe, elég azt tudni, hoy a jó optika annyi fényt présel az Airy-korongba, amennyit csak bír. A tökéletes optika a fény 84%-át koncentrálja az Airy-korongba, a maradék 16% az azt körülvevő diffrakciós gyűrűkbe jut. A gyenge optika több fényt juttat a gyűrűkbe és kevesebbet az Airy-korongba.
  Például egy lambda/4 hullámfront hibájú optika, melyet az amatőrök elfogadhatónak tartanak, a fény 68%-át juttatja az Airy-korongba, és 32%-át a diffrakciós gyűrűkbe. Az eredmény? Az Airy-korong mérete csökken, a gyűrűké viszont nő. Ez nem jó a kiterjedt objektumok észlelésekor, de segíthet kettőscsillagok felbontásánál, különösen akkor, ha a komponensek egyenlő fényességűek. A jó optikának természetesen fel kell bontania a szoros kettősöket, de nem ez az igazi teszt. A Mars, a Jupiter, a Szaturnusz finom részletei: ezekkel lehet a legjobban tesztelni távcsövünket.
  “A nagy nagyítás bolygóészlelésre, a kis nagyítás mély-égre való…”
  Így hangzik a széles körben elterjedt alapigazság: a mély-ég objektumok (mivel halványak és kiterjedtek) legjobban kis nagyítással látszanak, míg a nagy nagyítások a Hold és a bolygók észlelésére valók. Nos, az állítás második fele igaz. A Hold és a bolygók valóban sokszor igényelnek több százszoros nagyítást. A mély-ég objektumokra valójában jóval szélesebb nagyítási skála érvényes. Igaz, néhány mély-ég objektum a távcső legkisebb nagyításával nyújtja a legjobb élményt, de sokuk látványa javul, ha növeljük a nagyítást. A nagy nagyítás – ugyanabból az okból, mint a bolygóknál – növelheti a kontrasztot mély-ég észlelésnél is. Sötétebbé teszi az égi hátteret, és felnagyítja az objektumot ahhoz, hogy a részletek előtűnjenek. A legjobb, ha ezen a téren tapasztalatot gyűjtünk. Némi fogódzó: a nagy nagyítás a kis látszó méretű mély-egeknél működik a legjobban, pl. planetáris ködöknél, galaxisoknál. Semmit sem ér a nagy, diffúz ködöknél. Egyértelműen előnyt jelent, ha nagy látómezejű okulárokat használunk, pl. a Tele Vue Nagler-okulárjait vagy a Meade Ultra Wide Angle sorozatát. Ezekkel viszonylag nagy nagyítás érhető el, miközben a látómező nem szűkül elviselhetetlenül kicsire.
  “A fényerős távcsövek fényesebb képet adnak…”
  Még tapasztalt amatőröktől is gyakran hallani ezt az állítást. Sokan hiszik azt, hogy a rövid fókuszú, vagy “fényerős” távcsövek (f/4-f/6) fényesebb képet adnak, mint a hosszabb fókuszú (f/8-f/15) műszerek – ez utóbbiak ezért kevésbé alkalmasak mély-ég észleléshez. Ez a hiedelem részben olyan hirdetésekből ered, melyek azt állítják, hogy “egy f/6-os rendszer mind vizuálisan, mind fotografikusan kétszer fényesebb képet ad az objektumokról, mint egy f/10-es”. Az állítás vizuális észlelésre vonatkozó része nem
  igaz. Ennek igazolására vegyünk két 15 cm-es távcsövet (mindegy, hogy milyen optikai elrendezésűek). Az egyik legyen f/5-ös fényerős műszer, a másik f/10-es, “fényerőtlen”. Használjunk mindkettőhöz olyan okulárt, hogy azonos nagyítást kapjunk (mondjuk 75x-öst). Most irányítsuk mindkét távcsövet egy halvány galaxis felé. Halványabb a kép az f/10-es műszerben? Nem. A képek fényessége és mérete pontosan ugyanolyan lesz. Az ok nagyon egyszerű. Mindkét távcső 15 cm átmérőjű, ugyanannyi fényt gyűjt össze, és a nagyítás is megegyező. Az összehasonlításban található egyetlen különbség annyi, hogy ahhoz, hogy elérjük a 75x-ös nagyítást, az f/10-es távcsőhöz 20 mm-es okulárt kell használni, míg az f/5-öshöz 10 mm-est.
  “A kép fényerősebb távcsövekben fényesebb” következtetés helytálló asztrofotózás esetében; a fényerős távcsövek primér fókuszába helyezett filmen valóban fényesebb a kép, így rövidebb expozíciós időt alkalmazhatunk. De vizuális észleléskor, melynek során a nagyítást (és így a kép fényességét) az okulár cseréjével változtathatjuk, az előző mondatban idézett állítás
  elveszti értelmét.
  Tehát – a közhiedelemmel ellentétben – a hosszú fókuszú távcsövek igenis használhatók mély-ég észlelésre, különösen ha kis nagyítású okulárral is rendelkezünk (40-55 mm-es fókusz). Hátrányuk inkább abban van, hogy az f/10-f/16 fényerejű műszerekkel nehéz elérni nagyon kis nagyítást (és nagyon nagy látómezőt), ami nagy látszó méretű mély-ég objektumok észleléséhez elengedhetetlen. Ez tehát az igazi oka annak, hogy a mély-ég észlelők inkább a fényerős műszereket
  részesítik előnyben.
  “Bolygóészlelésre a kis fényerejű távcsövek a legjobbak…”
  Ez az állítás akkor volt igaz, amikor az amatőrök csak Newton-reflektorokhoz és akromatikus refraktorokhoz juthattak hozzá. Az éles bolygóképek tökéletes optikával érhetők el. Mivel a fényerős tükröket és lencséket nehezebb elkészíteni, mint a kis fényerejű optikákat, ez utóbbiak jobb minőségűek, így ezek adják a legjobb bolygóképeket.
  Ma már bonyolultabb a helyzet. Az új generációs f/5-f/9-es apokromatikus refraktorok elérik vagy meghaladják a régebbi f/15-ös modellek minőségét. Elméletileg, és általában a gyakorlatban is, egy 20 cm-es f/8-as Newton (kisebb központi kitakarása miatt) jobb képet ad a bolygókról, mint egy 20 cm-es f/10-es Schmidt-Cassegrain.
  Néhány merev gondolkodású egyén fenntartja, hogy fényerős távcsővel (mondjuk 15 cm-es f/6-os) nem lehet kényelmesen elérni nagy nagyítást, mivel olyan rövid fókuszú okulárra van szükség, mint pl. 4 mm-es, hogy elérjük a szükséges nagyítást. Valamilyen okból ezek a maradiak nem vesznek tudomást a Barlow-lencséről, mellyel legalábbis megduplázható az okulár nagyítása. A mai tökéletes Barlow-lencsék nem rontják az optikai minőséget, nélkülözhetetlenek a modern műszerekkel végzett bolygóészleléshez.
  Alapvetően az optikai minőség, semmint a távcsőtípus az, ami meghatározza a képalkotást, különösen, ha célunk az, hogy a szomszéd világok finom felszíni részleteit tanulmányozzuk.
  És itt van még egy hiedelem a fényerő/minőség kérdésben. A hosszú fókuszú távcsövekről sokan gondolják azt, hogy nagyobb kontrasztot és sötétebb hátteret mutatnak, mint rövid fókuszú társaik. Még egyszer: ugyanolyan optikai minőség és megfelelő szórt fény elleni blendézés esetén nincs különbség a különböző fényerejű és megegyező típusú távcsövek között. Például összehasonlítottunk egy 12,7 cm-es f/12-es apokromatikus refraktort egy hasonló f/7-es műszerrel, ugyanolyan nagyítással. Néhány galaxis látványát összehasonlítva nem találtunk semmilyen különbséget a kontrasztban vagy a felbontásban.
  A fenti téveszme onnan származik, hogy a fényerős távcsövekben nehezebb pontosan kialakítani az árnyékolóblendéket, mint a hosszú fókuszúaknál, és általában véve nehezebb feladat jó minőségű fényerős távcsövet készíteni. Ezen múlik a leképezés minősége, nem pedig azon, hogy a műszer fényerős-e avagy sem.
  “Mély-egezéshez nincs szükség jó optikára. Végtére is csak homályos objektumokat nézek, és ilyenkor biztosan nincs szükség a legjobb optikára. Gyengébb minőségű, olcsóbb optikával is célt fogok érni…”
  Így szól az indoklás, melyet úton-útfélen hallhatunk. És valóban, mély-egezéshez használhatunk olcsóbb optikát is. De a jobb minőségű lencse vagy tükör a mély-ég világában is több részletet mutat. Azok a homályos objektumok kevésbé homályosak jó távcsővel nézve. Észre fogjuk venni az objektum struktúráját is, holott korábban csak szürke pacnit láttunk.
  A különbség a kontrasztban rejlik. A nagy átmérőjű távcső brutális fénygyűjtő képessége önmagában véve nem elegendő. Ahhoz, hogy a mély-egeket valóban jól lássuk, szükség van az égi háttér és az objektum közötti jó kontrasztra, és ugyancsak kontrasztos képalkotás kell ahhoz, hogy magán az objektumon belül részleteket különítsünk el. Jó optikával minden égitest jobban látszik, a diffúzak is.

Új hozzászólás Aktív témák