Меню

Как определить мощность телескопа



Формулы для расчёта телескопа

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.

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:
Гmax = 1,5*D, где D — диаметр объектива или главного зеркала (апертура).
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, 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. Проще говоря, под разрешающей способностью можно понимать «чёткость» изображения (да простят меня профессионалы-оптики. ).
b=138/D, где D — апертура 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).

Из сказанного выше видно, что в обычных условиях минимальная разрешающая способность в 1″ достигается при апертуре 150мм у рефлекторов и около 125мм у планетников-рефракторов. Более апертуристые телескопы дают более чёткое изображение только в теории, ну или высоко в горах, где чистая атмосфера, либо в те редкие дни, когда «с погодой везёт».
Однако, не забывайте, что чем больше телескоп, тем ярче изображение, тем виднее более тусклые детали и объекты. Поэтому, с точки зрения обычного наблюдателя, изображение у больших телескопов всё равно оказывается лучше, чем у маленьких.
Вдобавок, в короткие промежутки времени атмосфера над вами может успокоиться настолько, что большой телескоп покажет картинку более чёткую, чем при том самом пределе в 1″, а вот маленький телескоп упрётся в это ограничение и будет очень обидно.
Так что, нет особого смысла ограничиваться 150-ю миллиметрами 😉

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 300мм — около 14,5 m . Более слабые объекты ищутся через фотографирование и последующую компьютерную обработку кадров.

Приведу для справки таблицу соответствия апертуры телескопа D и предельной звёздной величины:

Предельные звёздные величины (m) в зависимости от апертуры телескопа (D)

D, мм m D, мм m
32 9,6 132 12.7
50 10,6 150 13
60 11 200 13,6
70 11,3 250 14,1
80 11,6 300 14,5
90 11,9 350 14,8
114 12,4 400 15,1
125 12,6 500 15,6

На деле значения будут немного отличаться из-за разницы световых потерь в разных конструкция телескопов.
При одинаковой апертуре D, выше всего предельная звёздная величина в линзовых телекопах-рефракторах.
В зеркальных рефлекторах потери выше — очень грубо можно отнять 10-15%.
В катадиопртиках потери самые большие, соответственно и предельная звёздная величина самая маленькая.
Также велики потери в биноклях из-за наличия нескольких преломляющих призм — их я имел ввиду, дав диаметры 32 и 50 мм. То есть, в биноклях предельная звёздная величина будет гораздо меньше табличной. На сколько — зависит от качества марки бинокля, в частности от качества просветляющего покрытия всех поверхностей — это нельзя предсказать для всех моделей.
Сложные и дорогие окуляры тоже задерживают свет за счёт большего количества линз — неизбежная плата за качество изображения (хотя, их качественные просветляющие покрытия частично снижают этот недостаток).
То есть, при одинаковой апертуре, в линзовый телескоп-рефрактор с самым простеньким окуляром вы увидите максимум возможного при данном D.
Но, поскольку, рефракторы больших диаметров дороги, то за те же деньги можно взять гораздо более апертуристый рефлектор и увидеть значительно больше.

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.
На деле удобнее считать «от обратного». Например:
Для моего телескопа с апертурой D=250мм, максимальное увеличение без потери яркости = 250мм/6мм = 41,67 крат. То есть, при увеличении 41,67 выходной зрачок будет равен 6 мм.
Ну, и какой окуляр мне нужен для этого телескопа, чтобы получить это самое «равнозрачковое увеличение»?
Вспоминаем: f=F/Г.
Тогда: фокусное расстояние F моего Добсона»: 1255мм. «Г» уже нашли: 41,67 крат.
Получается, что мне нужен окуляр f=1255/41,67=30,1мм. Да, примерно такой окуляр и шёл в комплекте :).
42 крата — это совсем немного, но достаточно для рассматривания звёздных полей, а вот уже для Андромеды маловато.
(Берём окуляр с фокусом покороче. Ура, получается крупнее! Но. темнее. И чем больше кратность, тем темнее будет картинка.)
Это был расчёт для довольно апертуристого телескопа, а какая будет кратность для равнозрачковости в рядовые телескопы — посчитайте сами: одни слёзы. Поэтому и говорят, что «апертура рулит» — чем она выше, там картинка ярче при одинаковой кратности (при одинаковой конструкции телескопов).

Читайте также:  Три формулы мощности электрического тока

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.

Теперь, когда примерно ясна взаимосвязь характеристик телескопа, можно другими глазами посмотреть на то, что можно увидеть в телескопы разных размеров.

Владимир, 19 июля 2020 г.

Владимир, юмор оценил, разработками шпионского оборудования не занимаюсь 🙂

Николай, 19 July, 2020

Как решить эту задачу,не понимаю.
Фотоаппаратом с фокусным расстоянием объектива 9 см фотографировали далекие предметы на максимально близком для данного аппарата расстоянии 81 см. Определить, на сколько при этом пришлось выдвинуть вперед объектив.

Матвей, 25 июня 2020 г.

В таком виде я тоже условие не понимаю. Но, если предположить, что в задаче пропущено, что сначала просто фоткали далёкие предметы, а потом на максимально близком для данного фотоаппарата, то это похоже на задачу на формулу тонкой линзы:
1/f2 = 1/F-1/d2 = 1/9-1/81 = 9/81-1/81 = 8/81;
f2 = 81/8 = 10.125 см
f2-f1= 10.125-9 = 1.125см
Если что, я не виноват 🙂

Николай, 26 June, 2020

Как определить (по какой формуле) диапазон телескопа, если он необходим для наблюдения за звездами с атмосферной температурой, например, 10000:К?

Елена, 22 мая 2020 г.

Хорошо бы знать исходную причину этого вопроса. Не зная подробностей. В целом, 10000К — это белая звезда, видна в телескоп в зависимости от видимой звёздной величины. А, например, красный цвет нами различается хуже — нужен телескоп с несколько большей апертурой. В Сети можно найти кривую чувствительности человеческого глаза и вывести какую-нибудь формулу. Но, на деле, в ней будет мало ценности — любители обычно смотрят в то, что есть, а не выбирают телескоп из длинного ряда конкретно для каждой звезды.

Николай, 26 May, 2020

В тексте ошибка: «Г max=1,5*D, где D — фокусное расстояние объектива». Думаю должно быть: D — апертура объектива или главного зеркала.

Максим, 30 апреля 2020 г.

Максим, спасибо за внимательность 🙂 Да, в это месте я опечатался, D — апертура, как и было сказано в начале статьи. Поправил.

Николай, 12 May, 2020

А мой телескоп наверное самый такой простой. Levenhuk Skyline 76*700AZ очень обидно то,что я могу посмотреть только окружность звезды я середина её тёмная. почему?ответьте если можно.

Татьяна, 16 февраля 2020 г.

Татьяна, звезда в любительский телескоп должна быть видна как точка. На деле — куча отклонений из-за разных искажений. Похоже, что у Вас просто фокус не настроен (не наведена резкость), поэтому вместо звезды-точки Вы видите «бублик». Посмотрите в Интернете что такое «предфокал» и «зафокал» для телескопа-рефлектора — в Сети куча фоток — это когда телескоп просто расфокусирован, по моему как раз ваш случай. Потом, когда справитесь с фокусировкой, почитайте в Интернете «как юстировать зеркальный телескоп» — это много раз описано. Да, к сожалению зеркальные телескопы вроде вашего, требуют тонкой ручной настройки. С линзовыми проще, поэтому новичкам зеркальные обычно не советуют. Короче — покрутите колесо настройки фокусёра вперёд и назад. Это двойное колёсико, находится на узле, в который Вы устанавливаете окуляр. Теоретически возможно, что Вы его крутите, но не хватает «хода» фокусёра, но это вряд ли — разве что при использовании нестандартного сменного окуляра или если Вы неправильно вставили окуляр (всякое бывает. ). Попробуйте сначала со стандартным, который был при покупке.

Николай, 16 February, 2020

Вы пишете в статье: «6 мм. — примерный диаметр человеческого зрачка в темноте». Но, я встречала упоминания, что в темноте зрачок у нас 8 мм. Так сколько же на самом деле?

Елена Александровна, 16 августа 2019 г.

8мм. — это для идеального случая: глаза совершенно здоровы, глазные мышцы работают на «все сто», а измерения проводятся В ПОЛНОЙ ТЕМНОТЕ. В жизни всё не так: наши глазные мышцы редко работают как надо. Увы, но обычно это 7мм. Кроме того, из окуляра телескопа идёт довольно много света — там нет полной темноты. В итоге зрачок ещё сильнее уменьшается. Вот и получается около 6мм. А, если Вы на Луну смотрите, то и того меньше 🙂

Николай, 16 August, 2019

Большое спасибо за статью и другие статьи вашего сайта, очень понятно и подробно, спасибо.

Александр, 16 августа 2019 г.

Пожалуйста. Спрашивайте, если что 🙂

Николай, 16 August, 2019

Читайте также:  Нормативы для расчета производственных мощностей

Замечательная статья. Благодарю. Celestron 120/1000 OMNI

Андрей, 24 ноября 2018 г.

Очень интересно и подробно всё описано. Для меня это очень нужная статья, т.к. недавно начал заниматься астрономией. Мой телескоп: Sturman HQ1400150EQ. Спасибо вам большое!

Виктор, 9 ноября 2018 г.

Ответ:
Пожалуйста 🙂 У вас аппертура 150 мм и экваториальная монтировка — хорошее начало для дипская. Главное чтобы место наблюдения было без сильной засветки. Успехов!
Николай. 

Источник

Выбор телескопа

Телескоп. Для чего нужен телескоп?

Только телескоп может уменьшить расстояние к далеким звездам. Он поможет нам проникнуть в фантастический, прекрасный, загадочный, беспредельно далекий и одновременно близкий нам таинственный мир загадочного космоса. Наверное, нет на земле человека, который бы, высоко подняв голову, не мечтал дотянуться и прикоснуться к всегда волнующему нас космосу. Жизнь на Земле всецело зависит от космоса, Солнца, Луны, планет и звезд. Все мы живем по основным законам космоса, и только хорошо узнав и изучив их, мы сможем лучше ориентироваться в нашей жизни. Помочь в этом нам сможет телескоп. Поверьте: телескоп станет одним из лучших подарков в нашем жизненном пути. Телескоп, кроме возможности новых открытий, имеет мощный психологический эффект. Наблюдая за планетами, галактиками и туманностями, люди спокойнее и разумнее идут по жизни и легче преодолевают трудности. Недаром самая большая продолжительность жизни среди людей разных профессий с древних времен и по сегодняшний день — у астрономов.

Чтобы определиться, какой телескоп Вам грамотно выбрать из множества разнообразных моделей на современном рынке, необходимо знать основные параметры, технические характеристики, их значение и влияние на качество. Основное значение телескопа — это увеличение, так как мы хотим лучше рассмотреть наблюдаемые объекты, находящиеся далеко. Многие считают, что основным параметром телескопа является не его увеличение, а апертура или светосила. И здесь каждый по-своему прав. Параметры телескопа взаимосвязаны и все в значительной мере влияют на технические характеристики и качество наблюдаемых объектов.

Увеличение телескопа.

Увеличение в оптике и в телескопии чаще всего обозначают буквой N (раз или крат) или обозначают буквой Г, М и другими. Увеличение телескопа зависит от фокусного расстояния «фокус» произошло от латинского слова «очаг», «огонь». Фокусное расстояние — это расстояние на котором зеркало или линза телескопа строят свое изображение.

Итак увеличение телескопа N=F/f, то — есть увеличение равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Из этой формулы видно, что чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение, например в рефракторах оно напрямую зависит от длины трубы. Увеличение телескопа тесно связано с его диаметром.

Апертура или диаметр телескопа.

Следующий очень важный параметр телескопа, влияющий как на увеличение так и на его светосилу – это апертура, то есть диаметр линзы или диаметр зеркала в объективе. Обозначается диаметр буквой D. При расчете увеличения телескопа для получения хорошего качества изображения, диаметр подбирается таким образом, чтоб увеличение было равно примерно 1,4 D. Рекомендуется от 1,0-1,2D. максимальный размер увеличения равен 2D. Если это значение будет превышено, то изображение наблюдаемого в телескоп объекта получится нечетким или совсем размытым. Минимально разумное увеличение рассчитывают по формуле N=D/6. Например, для диаметра 100мм, min увеличение равно в 16 раз, а max в 200 раз.

Разрешающая сила телескопа.

Разрешающая сила телескопа — это его возможность показывать раздельно и четко мелкие детали наблюдаемого объекта и определяется способностью телескопа построить min изображение точки при наблюдении за какими-либо объектами или их предметами. Согласно волновой теории, свет не только способен преломляться, но и подвержен явлениям дифракции и дает изображения точечных объектов, таких, как например, звезды, не в виде светящейся точки, а в виде диска с кольцами. Величина такого диска с дифракционными кольцами вместо точки и ограничивается разрешением телескопа. Чем выше разрешение, тем меньше размер диска вместо точки. Разрешающая способность зависит от диаметра телескопа и можно вычислить по формуле б=140D.

Поле зрения телескопа.

Поле зрения — это та часть пространства, которую может зафиксировать и отобразить телескоп. Величина поля зрения ограничивается входящими в его деталями: оправами, зеркалами, линзами и другими. Они ограничивают направленные в сторону телескопа пучки света. От поля зрения зависит, какую площадь неба одновременно Вы сможете увидеть в свой телескоп. Обозначается этот параметр буквой S (площадь) и выражен в минутах дуги. На основании опытных наблюдений установлена зависимость площади наблюдения от увеличения. S=2000/N.

Проницающая сила или мощность телескопа.

Проницающая сила — это способность телескопа видеть отображать или регистрировать слабые звезды. Поэтому характеризуется и обозначается этот параметр звездной величиной m, которую возможно увидеть при очень хороших условиях. Видимость звезд сильно зависит от погодных условий и фона, на котором они находятся. Днем звезды наблюдать бесполезно на освещенном солнцем фоне. Но световые помехи есть всегда и ночью. Понятно, что чем больше объектив, тем больше проницающая сила телескопа. Но на практике этот параметр увеличивается не с увеличением площади объектива, а с увеличением его диаметра. Проницающая сила рассчитывается по формуле Боуэна m=3+2,5 lg D+2,5 lg N, где N – увеличение телескопа. Существует и другая более упрощенная формула для расчета: m=2,1+5 lg D. Например: при диаметре 100мм предельная звездная величина равна 12,1m, при диаметре 200мм – 13,6m.

Относительное отверстие и светосила телескопа.

Относительное отверстие телескопа говорит нам о возможности и способности хорошо работать при максимальных и минимальных увеличениях. Обозначается этот параметр буквой А и зависит от диаметра и фокусного расстояния. А=D/F. Этот параметр еще говорит нам о назначении телескопа:
1. Планетное наблюдение. Относительное отверстие в пределах 1:4 – 1:6.
2. Универсальные наблюдения. Относительное отверстие 1:7 – 1:9.
3. Глубокий космос. Относительное отверстие 1:10 – 1:15.

Читайте также:  Метод измерения мощности двигателя

Светосила – это параметр, обратный относительному отверстию и обозначается перевернутой буквой А. Светосила равна F/D=1/A=А-1. Существуют еще и многие другие параметры телескопа, но они больше необходимы при расчете конструкций, чем при выборе и покупке.

Подводя итоги из всего вышесказанного, для наблюдений за планетами лучше всего подойдут телескопы со схемами рефракторов с увеличением 110 -150 мм с относительным отверстием примерно 1:4 – 1:6. У них нет центрального экранирования и эти телескопы имеют хорошо контрастные, четкие и яркие изображения наблюдаемых объектов.

Для изучения и наблюдения за глубоким космосом потребуется телескоп с более сильным увеличением примерно 200 – 250 мм. Это так называемые телескопы-рефлекторы. Относительное отверстие равно примерно 1:10 – 1:15. Если вы точно еще не решили, что будете наблюдать или хотите наблюдать все сразу, то лучше взять более универсальный и компактный зеркально-линзовый телескоп с увеличением примерно 120-130 мм.

Следует учитывать и дополнительные возможности телескопа, если вы желаете делать красивые, красочные снимки и использовать его программное обеспечение. Определившись с финансовыми возможностями и изучив необходимые параметры, можно приступать к его выбору и покупке.

Монтировка телескопа.

Очень важным моментом при выборе и покупке телескопа будет его монтировка. Монтировка телескопа — это его установка и закрепление на прочное основание. Сам по себе в неумелых руках телескоп ничего не значит. Даже самый легкий и компактный телескоп в руках будет дрожать и Вам станет не до наблюдений. Чтобы с ним работать и проводить наблюдения, телескоп необходимо прочно установить на опору, закрепить и иметь возможность вращать его и возможность доступа со всех сторон для ухода за ним. Итак, при выборе необходимо обратить особое внимание на необходимую Вам монтировку. На современном рынке их предлагается очень много, в большом разнообразии и количестве. Некоторые уже комплектуются монтировками. Чтобы вы смогли определиться в них, выделим монтировки основных четырех видов.

Монтировка Добсона.

Самая простая и дешевая монтировка. Ее очень легко сделать самому. Недостатком является то, что корректировка вращения проводится сразу по двум осям одновременно.

Альт-азимутальные монтировки.

Установив телескоп на такую монтировку, можно его вращать и вертикально (вверх-вниз) и горизонтально (слева направо), поэтому мы имеем возможность регулировать свои наблюдения по высоте и по азимуту. Недостатком является трудность компенсации вращения Земли. Ввиду того, что они очень просты и дешевы, эти монтировки получили широкое распространение.

Экваториальные монтировки.

Экваториальные монтировки более сложные, но зато и более удобные для наблюдений, особенно за наблюдениями далекого космоса. Они компенсируют вращение нашей планеты Земля и сами вращают телескоп за движением других объектов на небе. Часто к современным экваториальным монтировкам прикрепляют небольшой двигатель и движение направления происходит автоматически.

Монтировки «GO TO».

Это самый современный и совершенный вид монтировки с компьютерным управлением и обеспечением. Необходимо только выбрать необходимый объект наблюдения, задать требуемую программу и телескоп на такой монтировке сам проведет для вас наблюдение. Здесь в основе альт-азимутальная монтировка с двигателем. Управление происходит при помощи встроенных микропроцессоров и наблюдение ведется исключительно точно.

В заключение хотим Вам напомнить, что любой купленный Вами телескоп обогатит Вашу жизнь новыми впечатлениями и новыми знаниями о нашей бесконечной Вселенной, значительно расширит Ваш кругозор и представление о жизни и даст возможность не только самосовершенствоваться, но возможно и найти какие-то новые космические объекты. Астрономия – это самая большая область для новых находок и открытий даже астрономами-любителями.

Источник

Как правильно выбрать телескоп?

Как правильно выбрать телескоп?

  • Введение
  • Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа
  • Распространенные ошибки при выборе телескопа
  • Часто задаваемые вопросы
  • Основные критерии при выборе телескопа
  • Плюсы и минусы оптических схем?
  • Что можно увидеть в телескоп?

Основные производители телескопов

  • Celestron (Селестрон)
  • Sky-Watcher (Скай-Вочер)
  • Levenhuk (Левенгук)
  • Meade (Мид)
  • Veber (Вебер)
  • Sturman (Штурман)

Рекомендуемые телескопы

  • Рефракторы (линзовые)
  • Рефлекторы (зеркальные)
  • Зеркально-линзовые

В этом разделе мы постарались собрать воедино ту обрывочную информацию, которую можно найти в Интернете. Информации много, но она не систематизирована и разрознена. Мы же, руководствуюясь многолетним опытом, систематизировали наши знания для того, чтобы упростить выбор начинающим любителям астрономии.

Основные характеристики телескопов:

Обычно в наименовании телескопа указано его фокусное расстояние, диаметр объектива и тип монтировки.
Например Sky-Watcher BK 707AZ2, где диаметр объектива — 70 мм, фокусное расстояние — 700 мм, монтировка — азимутальная, второго поколения.
Впрочем фокусное расстояние часто не указывается в маркировке телескопа.
Например Celestron AstroMaster 130 EQ.

Телескоп — это более универсальный оптический прибор чем зрительная труба. Ему доступен больший диапазон кратностей. Максимально доступная кратность определяется фокусным расстоянием (чем больше фокусное расстояние, тем больше кратность).

Чтобы демонстрировать четкое и детализированное изображение на большой кратности, телескоп должен обладать объективом большого диаметра (апертуры). Чем больше, тем лучше. Большой объектив увеличивает светосилу телесокопа и позволяет рассматривать удаленные объекты слабой светимости. Но с увеличением диаметра объектива, увеличиваются и габариты телескопа, поэтому важно понимать в каких условия и для наблюдения каких объектов Вы хотите его использовать.

Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа?

Смена кратности в телескопе достигается использованием окуляров с разным фокусным расстоянием. Чтобы рассчитать кратность, нужно фокусное расстояние телескопа разделить на фокусное расстояние окуляра (например телескоп Sky-Watcher BK 707AZ2 c 10 мм окуляром даст кратность 70x).

Кратность нельзя увеличивать бесконечно. Как только кратность превышает разрешающую способность телескопа (диаметр объектива x1.4), изображение становится темным и размытым. Например телескоп Celestron Powerseeker 60 AZ с фокусным расстоянием 700 мм, не имеет смысла использовать с 4 мм окуляром, т.к. в этом случае он даст кратность 175x, что существенно превышает 1.4 диаметра телескопа — 84).

Источник

Как определить мощность телескопа



Формулы для расчёта телескопа

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.

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:
Гmax = 1,5*D, где D — диаметр объектива или главного зеркала (апертура).
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, 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. Проще говоря, под разрешающей способностью можно понимать «чёткость» изображения (да простят меня профессионалы-оптики. ).
b=138/D, где D — апертура 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).

Из сказанного выше видно, что в обычных условиях минимальная разрешающая способность в 1″ достигается при апертуре 150мм у рефлекторов и около 125мм у планетников-рефракторов. Более апертуристые телескопы дают более чёткое изображение только в теории, ну или высоко в горах, где чистая атмосфера, либо в те редкие дни, когда «с погодой везёт».
Однако, не забывайте, что чем больше телескоп, тем ярче изображение, тем виднее более тусклые детали и объекты. Поэтому, с точки зрения обычного наблюдателя, изображение у больших телескопов всё равно оказывается лучше, чем у маленьких.
Вдобавок, в короткие промежутки времени атмосфера над вами может успокоиться настолько, что большой телескоп покажет картинку более чёткую, чем при том самом пределе в 1″, а вот маленький телескоп упрётся в это ограничение и будет очень обидно.
Так что, нет особого смысла ограничиваться 150-ю миллиметрами 😉

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 300мм — около 14,5 m . Более слабые объекты ищутся через фотографирование и последующую компьютерную обработку кадров.

Приведу для справки таблицу соответствия апертуры телескопа D и предельной звёздной величины:

Предельные звёздные величины (m) в зависимости от апертуры телескопа (D)

D, мм m D, мм m
32 9,6 132 12.7
50 10,6 150 13
60 11 200 13,6
70 11,3 250 14,1
80 11,6 300 14,5
90 11,9 350 14,8
114 12,4 400 15,1
125 12,6 500 15,6

На деле значения будут немного отличаться из-за разницы световых потерь в разных конструкция телескопов.
При одинаковой апертуре D, выше всего предельная звёздная величина в линзовых телекопах-рефракторах.
В зеркальных рефлекторах потери выше — очень грубо можно отнять 10-15%.
В катадиопртиках потери самые большие, соответственно и предельная звёздная величина самая маленькая.
Также велики потери в биноклях из-за наличия нескольких преломляющих призм — их я имел ввиду, дав диаметры 32 и 50 мм. То есть, в биноклях предельная звёздная величина будет гораздо меньше табличной. На сколько — зависит от качества марки бинокля, в частности от качества просветляющего покрытия всех поверхностей — это нельзя предсказать для всех моделей.
Сложные и дорогие окуляры тоже задерживают свет за счёт большего количества линз — неизбежная плата за качество изображения (хотя, их качественные просветляющие покрытия частично снижают этот недостаток).
То есть, при одинаковой апертуре, в линзовый телескоп-рефрактор с самым простеньким окуляром вы увидите максимум возможного при данном D.
Но, поскольку, рефракторы больших диаметров дороги, то за те же деньги можно взять гораздо более апертуристый рефлектор и увидеть значительно больше.

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.
На деле удобнее считать «от обратного». Например:
Для моего телескопа с апертурой D=250мм, максимальное увеличение без потери яркости = 250мм/6мм = 41,67 крат. То есть, при увеличении 41,67 выходной зрачок будет равен 6 мм.
Ну, и какой окуляр мне нужен для этого телескопа, чтобы получить это самое «равнозрачковое увеличение»?
Вспоминаем: f=F/Г.
Тогда: фокусное расстояние F моего Добсона»: 1255мм. «Г» уже нашли: 41,67 крат.
Получается, что мне нужен окуляр f=1255/41,67=30,1мм. Да, примерно такой окуляр и шёл в комплекте :).
42 крата — это совсем немного, но достаточно для рассматривания звёздных полей, а вот уже для Андромеды маловато.
(Берём окуляр с фокусом покороче. Ура, получается крупнее! Но. темнее. И чем больше кратность, тем темнее будет картинка.)
Это был расчёт для довольно апертуристого телескопа, а какая будет кратность для равнозрачковости в рядовые телескопы — посчитайте сами: одни слёзы. Поэтому и говорят, что «апертура рулит» — чем она выше, там картинка ярче при одинаковой кратности (при одинаковой конструкции телескопов).

Читайте также:  Метод измерения мощности двигателя

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.

Теперь, когда примерно ясна взаимосвязь характеристик телескопа, можно другими глазами посмотреть на то, что можно увидеть в телескопы разных размеров.

Владимир, 19 июля 2020 г.

Владимир, юмор оценил, разработками шпионского оборудования не занимаюсь 🙂

Николай, 19 July, 2020

Как решить эту задачу,не понимаю.
Фотоаппаратом с фокусным расстоянием объектива 9 см фотографировали далекие предметы на максимально близком для данного аппарата расстоянии 81 см. Определить, на сколько при этом пришлось выдвинуть вперед объектив.

Матвей, 25 июня 2020 г.

В таком виде я тоже условие не понимаю. Но, если предположить, что в задаче пропущено, что сначала просто фоткали далёкие предметы, а потом на максимально близком для данного фотоаппарата, то это похоже на задачу на формулу тонкой линзы:
1/f2 = 1/F-1/d2 = 1/9-1/81 = 9/81-1/81 = 8/81;
f2 = 81/8 = 10.125 см
f2-f1= 10.125-9 = 1.125см
Если что, я не виноват 🙂

Николай, 26 June, 2020

Как определить (по какой формуле) диапазон телескопа, если он необходим для наблюдения за звездами с атмосферной температурой, например, 10000:К?

Елена, 22 мая 2020 г.

Хорошо бы знать исходную причину этого вопроса. Не зная подробностей. В целом, 10000К — это белая звезда, видна в телескоп в зависимости от видимой звёздной величины. А, например, красный цвет нами различается хуже — нужен телескоп с несколько большей апертурой. В Сети можно найти кривую чувствительности человеческого глаза и вывести какую-нибудь формулу. Но, на деле, в ней будет мало ценности — любители обычно смотрят в то, что есть, а не выбирают телескоп из длинного ряда конкретно для каждой звезды.

Николай, 26 May, 2020

В тексте ошибка: «Г max=1,5*D, где D — фокусное расстояние объектива». Думаю должно быть: D — апертура объектива или главного зеркала.

Максим, 30 апреля 2020 г.

Максим, спасибо за внимательность 🙂 Да, в это месте я опечатался, D — апертура, как и было сказано в начале статьи. Поправил.

Николай, 12 May, 2020

А мой телескоп наверное самый такой простой. Levenhuk Skyline 76*700AZ очень обидно то,что я могу посмотреть только окружность звезды я середина её тёмная. почему?ответьте если можно.

Татьяна, 16 февраля 2020 г.

Татьяна, звезда в любительский телескоп должна быть видна как точка. На деле — куча отклонений из-за разных искажений. Похоже, что у Вас просто фокус не настроен (не наведена резкость), поэтому вместо звезды-точки Вы видите «бублик». Посмотрите в Интернете что такое «предфокал» и «зафокал» для телескопа-рефлектора — в Сети куча фоток — это когда телескоп просто расфокусирован, по моему как раз ваш случай. Потом, когда справитесь с фокусировкой, почитайте в Интернете «как юстировать зеркальный телескоп» — это много раз описано. Да, к сожалению зеркальные телескопы вроде вашего, требуют тонкой ручной настройки. С линзовыми проще, поэтому новичкам зеркальные обычно не советуют. Короче — покрутите колесо настройки фокусёра вперёд и назад. Это двойное колёсико, находится на узле, в который Вы устанавливаете окуляр. Теоретически возможно, что Вы его крутите, но не хватает «хода» фокусёра, но это вряд ли — разве что при использовании нестандартного сменного окуляра или если Вы неправильно вставили окуляр (всякое бывает. ). Попробуйте сначала со стандартным, который был при покупке.

Николай, 16 February, 2020

Вы пишете в статье: «6 мм. — примерный диаметр человеческого зрачка в темноте». Но, я встречала упоминания, что в темноте зрачок у нас 8 мм. Так сколько же на самом деле?

Елена Александровна, 16 августа 2019 г.

8мм. — это для идеального случая: глаза совершенно здоровы, глазные мышцы работают на «все сто», а измерения проводятся В ПОЛНОЙ ТЕМНОТЕ. В жизни всё не так: наши глазные мышцы редко работают как надо. Увы, но обычно это 7мм. Кроме того, из окуляра телескопа идёт довольно много света — там нет полной темноты. В итоге зрачок ещё сильнее уменьшается. Вот и получается около 6мм. А, если Вы на Луну смотрите, то и того меньше 🙂

Читайте также:  Нормативы для расчета производственных мощностей

Николай, 16 August, 2019

Большое спасибо за статью и другие статьи вашего сайта, очень понятно и подробно, спасибо.

Александр, 16 августа 2019 г.

Пожалуйста. Спрашивайте, если что 🙂

Николай, 16 August, 2019

Замечательная статья. Благодарю. Celestron 120/1000 OMNI

Андрей, 24 ноября 2018 г.

Очень интересно и подробно всё описано. Для меня это очень нужная статья, т.к. недавно начал заниматься астрономией. Мой телескоп: Sturman HQ1400150EQ. Спасибо вам большое!

Виктор, 9 ноября 2018 г.

Ответ:
Пожалуйста 🙂 У вас аппертура 150 мм и экваториальная монтировка — хорошее начало для дипская. Главное чтобы место наблюдения было без сильной засветки. Успехов!
Николай. 

Источник

Как выбрать телескоп

Далекие неизведанные миры и яркие звезды, загадочные небесные тела и бесконечная Вселенная… Что может быть интереснее? И разве легко найти более интригующую тему? Звездное небо – зрелище всегда завораживающее, способное увлечь и пытливый детский ум, и пылких юных романтиков, и людей постарше. А потому неудивительно, что почти каждый из нас порой обращает взор ввысь, пусть даже неосознанно пытаясь проникнуть в тайны мироздания. И лучшим помощником в таком исследовании может стать телескоп.

Что мы обычно представляем при упоминании подобного устройства? Как правило, на ум приходит образ эдакой подзорной трубы увеличенного размера, поставленной для устойчивости на специальную треногу. При этом с помощью термина «телескоп» обозначают целый класс разнообразных технических средств, предназначенных для исследования космоса. И многие из них далеки от привычного стереотипа.

В основе конструкции многих телескопов лежат линзы и зеркала различного размера, а также всевозможные варианты их комбинирования. Это так называемые оптические телескопы. Линзы и зеркала необходимы им для сбора света и увеличения изображения таким образом, чтобы его можно было рассмотреть в окуляр. Именно на оптических телескопах, которые можно использовать в домашних условиях или взять с собой за город, мы и остановимся подробнее. Они предназначены для тех, кто увлекается астрономией, и позволяют начать знакомство со звездным небом или оттачивать отдельные навыки изучения небесных объектов, светил и явлений.

ВИДЫ ТЕЛЕСКОПОВ. ИХ ОСОБЕННОСТИ

Оптические телескопы можно разделить на несколько групп:

— линзовые телескопы (рефракторы);

— зеркальные телескопы (рефлекторы);

— зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрики).

Рефракторы отличает классическая конструкция. Они больше всего похожи на подзорную трубу. Изображение в таких телескопах строится с помощью двух линз. Рефракторы предпочтительнее использовать для наблюдения ярких небесных объектов (например, Луны, планет Солнечной системы, двойных звезд), а также для дневных земных наблюдений. Заглянуть в глубины космоса с помощью таких телескопов более проблематично, так как они не умеют концентрировать слабое свечение от удаленных небесных объектов. Преимущества рефракторов: качество изображения (благодаря высокой контрастности), простота эксплуатации (нет необходимости в частом техническом обслуживании), терпимость к смене температуры (это важно при использовании устройства как в помещениях, так и на улице). Недостатки: «окрашивание» рассматриваемых объектов (при наблюдении может быть заметно синее или фиолетовое окаймление ярких объектов), высокая цена для моделей с диаметром объектива более 100 мм. Ниже приведен пример изображения в телескоп-рефрактор (явно заметна синяя кайма по кромке объекта).

Рефлекторы строят изображение при помощи вогнутого и диагонального зеркал (в более дорогих моделях используется параболическое зеркало). Производство таких телескопов обходится дешевле, что связано с особенностями конструкции. Именно поэтому за сопоставимую сумму можно приобрести рефлектор с большей апертурой (диаметром объектива), чем у рефракторов. Это влияет на производительность устройства. В частности, рефлекторы с большой апертурой хорошо концентрируют свет, поэтому часто предпочтительнее рефракторов при наблюдении небесных объектов и явлений за пределами Солнечной системы, испускающих слабое свечение. Кроме стоимости к достоинствам таких телескопов можно отнести их компактность, отсутствие дефектов изображения, устойчивость. Особенности конструкции можно считать и относительным недостатком. Телескоп такого типа массивнее рефрактора. В него необходимо смотреть под углом, что может быть непривычно для начинающих астрономов. Еще один недостаток — относительно низкая контрастность изображения. Ниже приведены примеры изображений Туманности Андромеды (слева), Звездного скопления Плеяды (по центру) и Туманности Ориона (справа) в телескоп-рефлектор.

Катадиоптрики сочетают особенности конструкции как рефлекторов, так и рефракторов, а также преимущества и недостатки моделей этих типов. Катадиоптрики, как правило, отличаются относительной компактностью. Еще одно преимущество зеркально-линзовых телескопов — качество изображения (без искажений, свойственных рефлекторам, и «окрашиваний», как у рефракторов). Модели подобного типа не нуждаются в частом техническом обслуживании. Недостатки: низкая контрастность изображения (по сравнению с рефракторами), достаточно высокая стоимость. Ниже приведено изображение Луны в телескоп-катадиоптрик.

Выбор телескопа зависит не только от предполагаемого бюджета покупки, но и от планируемых сценариев наблюдения. При этом важно учитывать не только принадлежность телескопа к одной из групп, но и отдельные технические характеристики каждой модели. При покупке телескопа часто возникают дилеммы. На какие характеристики следует обращать внимание в первую очередь? Учитывать возможности устройства концентрировать свет от далеких небесных объектов или увеличивать эти объекты? Казалось бы, ответ на поверхности: всего и побольше. Впрочем, на практике такое сочетание не всегда возможно, чему преградой в том числе ценовые ограничения.

Рассмотрим основные технические характеристики телескопов подробнее.

Диаметр объектива (апертура) — важнейший параметр, влияющий на возможности телескопа. От него зависят уровень концентрации света устройством, что в свою очередь влияет на способность телескопа показывать тонкие детали объектов, а также минимальное и максимальное полезное увеличение. Кстати, именно на возможности телескопа концентрировать свет мы рекомендуем обращать особое внимание. Логика проста: чтобы рассмотреть кошку в темной комнате, человеку нужен скорее фонарь, чем лупа. Такой подход справедлив и в случае изучения звездного неба. Многие небесные объекты имеют значительные размеры, позволяющие созерцать их без дополнительного увеличения. В этом случае важна именно функция концентрации тусклого света от этих объектов. Именно поэтому телескоп с увеличенной апертурой, хорошо концентрирующей слабый свет, теоретически позволяет детальнее рассмотреть звездное небо, отдельные объекты и явления на нем (в частности тусклые объекты). Именно поэтому справедливо правило, согласно которому при прочих равных характеристиках оправдан вариант покупки телескопа с большей апертурой. При этом важно иметь ввиду, что увеличение главного зеркала или объектива неизбежно влечет увеличение габаритов всего устройства, что одновременно сокращает количество сценариев его использования. Слишком большой телескоп сложнее взять с собой. А ведь именно на природе, вдали от городских огней, открываются дополнительные возможности для изучения звездного неба. Поэтому при покупке любительского или полупрофессионального оптического телескопа оптимальным представляется вариант выбора моделей с апертурой от 70 до 130 мм.

Читайте также:  Засыпка траншеи бульдозером мощность

Фокусное расстояние объектива — это расстояние, на котором линзы или зеркало объектива строят изображение изучаемого объекта. От фокусного расстояния объектива зависит максимальное полезное увеличение и светосила объектива. Светосила, в свою очередь, определяет возможности устройства концентрировать свет, позволяет разглядеть в телескоп тусклые небесные объекты. Важно учитывать, что при увеличении фокусного расстояния увеличивается максимальное полезное увеличение, а одновременно падает светосила. Здесь важен баланс характеристик.

Максимальное полезное увеличение. Безусловно, этот параметр играет серьезную роль. Увеличение важно при изучении любых объектов и явлений звездного неба, но первостепенно при условии их достаточной яркости. Например, при изучении планет Солнечной системы можно рассмотреть большее число деталей этих объектов, используя значительное увеличение. Впрочем, ограничивать себя только пределами нашей системы, пожалуй, нелогично. Именно поэтому обращать внимание исключительно на максимальное полезное увеличение неправильно. Важно учитывать, что чрезмерное увеличение еще и накладывает дополнительные ограничения на использование телескопа. В этом случае становится ощутима вибрация трубы при прикосновении к ней, становятся заметны искажения, вызванные турбулентностью атмосферы, и др. Использование телескопа – это всегда умение найти оптимальное увеличение рассматриваемого объекта или явления с целью минимизации искажений.

Тип монтировки телескопа – особенности его установки на поверхности для направления на небесные объекты и явления с целью их изучения. Подобные манипуляции обусловлены вращением Земли и перемещением небесных объектов. То есть при длительном наблюдении за одним и тем же объектом требуется постоянная подстройка с учетом его текущего расположения. Выделяют азимутальные и экваториальные монтировки. Первая позволяет поворачивать телескоп в двух направлениях: по вертикальной и горизонтальной осям (схоже с поворотом камеры на штативе). Особенности конструкции монтировки второго типа подразумевают необходимость поворота телескопа вокруг лишь одной оси, что удобно при наведении телескопа по координатам объекта на звездном небе. Заметим, что вне зависимости от типа монтировки крайне важны ее вес, прочность и надежность. Неустойчивый телескоп, вибрирующий от малейшего прикосновения или дуновения, бесполезен. Кстати, существуют и так называемые моторизованные монтировки, позволяющие автоматически осуществлять подстройку устройства.

Другие параметры телескопов, по сути, являются производными от указанных выше. К ним относятся, например:

— диаметр и максимальное увеличение окуляров;

— относительное отверстие (показывает светосилу объектива);

— предельная звездная величина (характеризует оптическую мощь телескопа, его возможности показать звезду определенной величины в случае оптимальных условий наблюдения) и др.

Подведем итоги. При покупке оптического телескопа важно определиться не только с бюджетом покупки, но и с целью приобретения. При этом нужно учитывать, что грамотно выбранный телескоп способен прослужить долгие годы. Этот вид устройств, по сути, не устаревает. Даже несмотря на то, что технологии не стоят на месте, и современные исследователи звездного неба могут использовать телескопы с такими дополнительными функциями, как моторизованная монтировка или аудиосопровождение (что, безусловно позволяет наблюдать небесные объекты и явления подчас с большим интересом), с не меньшим успехом долгие годы можно пользоваться и моделями без дополнительных «наворотов». Хороший телескоп часто покупается один раз и на всю жизнь. Именно поэтому к его покупке нужно подойти с должной серьезностью, не ограничивать выбор минимальным бюджетом. Вместе с тем, справедлив и другой подход: составить корректное мнение о возможностях телескопа и сделать оптимальный выбор часто можно ли самостоятельно опробовав возможности данных устройств. И именно поэтому не всегда целесообразна покупка сразу дорогой модели.

Такой выбор позволит без чрезмерной переплаты увлечь ребенка темой изучения звездного неба, а взрослому любителю астрономии определиться с требуемым функционалом телескопа.

Желающим заглянуть в глубины космоса и не ограничивающим себя лишь пределами Солнечной системы подойдут модели среднего ценового диапазона (от 10 до 20 тыс. руб.), использующие оптическую схему типа «рефлектор» с диаметром апертуры 110-120 мм и азимутальной или экваториальной монтировкой. Такой телескоп сможет стать надежным другом для астронома-любителя во многих ситуациях, связанных с его хобби, и позволит развить навыки изучения звездного неба.

Наконец, исследователи космоса, желающие получить устройство с дополнительными возможностями, могут рассмотреть варианты покупки телескопа-катадиоптрика (в значительной степени подходит любителям выезжать за город или даже путешествовать с телескопом),

а также телескопов рефракторного и рефлекторного типа с диаметром апертуры 90-130 мм (в том числе с моторизованной монтировкой) в верхнем ценовом диапазоне (более 20 тыс. руб.).

Источник