Все о космосе

Космос. Астрономия. Вселенная. Наука

Leaf
Главная
Новости
FAQ по Астрономии
Астрословарь
Древняя астрономия
Современные теории
Метагалактика
Солнечная система
Статьи о космосе
Космонавтика
Галерея астрофото
Популярно о космосе
Карта сайта
Поиск
Обратная связь
Партнеры

Астрономия


Leaf Главная arrow Новости arrow Статьи о космосе arrow Особенности влияния параметров объектива на видимость наблюдаемых объектов



Особенности влияния параметров объектива на видимость наблюдаемых объектов PDF Напечатать Е-мейл

Пусть приводимые ниже рассуждения являются весьма упрощенными, довольно приближенными и грубьщи, но они дают читателю возможность достаточно верно, и, что для него практически важнее, качественно осознать, как влияют параметры объектива телескопа и применяемые увеличения на видимость объектов различной природы.

Известно, что чем больше фокусное расстояние объектива, тем больше линейные размеры изображения объекта в фокальной плоскости. Увеличим фокусное расстояние объектива — увеличатся линейные размеры и площадь изображения, даваемого объективом. Предположим теперь, что мы наблюдаем звезды в телескоп с диаметром объектива D.

Простому глазу звезды из-за своей огромной удаленности кажутся точками того или иного блеска, но не имеющими ощутимой площади. Объектив диаметром D построит изображения звезд в фокальной плоскости тоже практически в виде точек, не имеющих заметной площади,

Размерами дифракционной картины мы будем пренебрегать. Изображения звезд на сетчатке, даваемые окулярами (и глазом в том числе), точечные. Они создают определенную освещенность в данном месте сетчатки, и эта освещенность не будет меняться при изменении увеличения или фокусного расстояния из-за отсутствия ощутимой площади у «точки». Другими словами, яркость изображений звезд в фокальной плоскости объектива зависит только от диаметра объектива и не зависит от его фокусного расстояния; она увеличивается с увеличением D и уменьшается с его уменьшением.

Вернемся к туманностям. Предположим, что мы наблюдаем туманность в телескоп с диаметром объектива D и фокусным расстоянием F, применяя окуляр, дающий равнозрачковое увеличение. Весь свет от изображения попадает на сетчатку, и там образуется протяженное изображение с определенными размерами и площадью.

Будем применять более короткофокусные окуляры. Поверхностная яркость изображения в фокальной плоскости объектива останется той же, но более короткофокусные окуляры увеличат площадь изображения на сетчатке, и, хотя весь свет от фокального изображения опять попадает в глаз, освещенность участка сетчатки начнет падать. Если мы возьмем окуляр с фокусным расстоянием, в два раза меньшим, чем у равнозрачкового окуляра, увеличение телескопа возрастет в два раза. Размер изображения на сетчатке увеличится тоже в два раза, а площадь — в 22 = 4 раза, освещение участка сетчатки уменьшится в четыре раза.

Применим теперь окуляр, дающий увеличение, например, в два раза меньшее равнозрачкового. Диаметр выходного зрачка в соответствии с формулой увеличится в два раза, а площадь — в четыре раза. Зрачок глаза, оставаясь прежним, будет «вырезать» для себя только 1/4 часть такого выходного зрачка, что равносильно получению света лишь от 1/4 площади объектива телескопа.

Помня о том, что увеличение в два раза меньше равнозрачкового, вычислим площадь изображения на сетчатке. Она будет там в четыре раза меньше. Что же получается? Количество света, попадающее на сетчатку, уменьшилось в четыре раза, но в четыре раза уменьшилась и площадь изображения на  сетчатке.

Предположим, что имеется какая-то туманность или галактика заметных угловых размеров. Посмотрим на эту туманность в телескоп с объективом D и равнозрачко-вым увеличением М. Мы знаем, что при таких условиях изображение туманности будет максимально ярким. В телескоп по сравнению с невооруженным глазом туманность в соответствии с формулой видна увеличенной в М = D/6 раз, а площадь ее изображения на сетчатке увеличится в D2/36 раз. Таким образом, с помощью телескопа глаз собирает света во столько раз больше, во сколько площадь объектива больше площади зрачка, т. е. количество собранного света увеличивается, но этот свет распределяется на площадь, увеличенную во столько же раз. Поэтому поверхностная яркость туманности в данном телескопе будет такой же, как и при наблюдении невооруженным глазом. Так как телескоп был выбран с произвольным D), то рассуждения верны для любого телескопа.

Иными словами, любой телескоп не может увеличить поверхностную яркость протяженных объектов, а лишь не изменяет ее при увеличениях, не превышающих равно-зрачковое. При больших увеличениях поверхностная яркость только уменьшается. Но так как часть света всегда теряется при прохождении через телескоп, то яркость туманностей всегда чуть меньше. Из-за этого фон неба никогда не бывает ярче в телескопе, чем при наблюдении невооруженным глазом, как бы ни был велик объектив.

Фоновое свечение неба можно рассматривать как протяженную туманность. При наблюдениях в телескоп е определенными увеличениями туманность «слабеет», а звезды, наоборот, кажутся ярче и проступают яснее на более темном фоне.

Так, предельно доступная данному телескопу видимая звездная величина лучше всего реализуется при увеличениях от равнозрачкового до разрешающего, ближе к последнему, когда фон неба уже потемнел (по свойствам протяженных объектов), а предельные точечные звезды еще не начали заметно слабеть и пропадать. Подведем итоги,

Видимая поверхностная яркость какого-то протяженного объекта будет наибольшей и одновременно с этим одинаковой при наблюдении глазом в любой телескоп, на котором поставлено его собственное равнозрачковое увеличение. Видимая поверхностная яркость протяженного объекта, которая наблюдается глазом в телескопы при их равнозрачковых увеличениях, не изменится, есЛи мы будем смотреть на объект простым глазом, диаметр зрачка которого равен диаметру выходного зрачка телескопов. Несмотря на то, что никакой телескоп не в состоянии увеличить видимую поверхностную яркость протяженных объектов, все же в телескоп «видно лучше», чем простым глазом. Связано это с тем, что туманности и галактики обладают малой поверхностной яркостью и имеют весьма слабый контраст с окружающим их фоном неба. Это первое. Второе заключается в том, что разрешающая способность глаза при ночных наблюдениях (диаметр зрачка увеличен до 6 мм) ниже, чем днем *). Глаз же имеет свойство лучше различать в условиях низкой общей освещенности (ночью) слабые (но доступные) контрасты при малой поверхностной яркости протяженных объектов тогда, когда такие объекты видны достаточно крупно, под большим углом. При наблюдении в телескоп глаз имеет возможность проявить это свойство.

Можно сделать вывод, что чем выше значение равно-зрачкового увеличения, тем лучше, под большим углом, виден и сам протяженный объект, и детали этого объекта. Так, телескопы, которые позволяют применять большие ночные равнозрачковые увеличения (более 50—60х), показывают спиральное строение некоторых галактик, лучше выявляют структуру планетарных и диффузных туманностей. Следовательно, при наблюдении ночью в телескоп туманностей и галактик необходимо пользоваться почти всегда только ночным равнозрачковым увеличением этого телескопа и стремиться использовать телескоп, у которого оно выше.

Туманности и галактики, у которых поверхностная яркость мала, их общий контраст д контраст их деталей невелики, видны плохо или совсем не видны глазом даже Б самые крупные телескопы. Здесь наблюдение глазом в телескоп заменяет фотографирование.

<Предыдущая   След.>