Фокусное расстояние телескопа
Фокусное расстояние телескопа – расстояние между объективом или главным зеркалом телескопа и точкой, где сходятся собираемые им лучи. При этом подразумевается, что лучи света идут от бесконечно далекого точечного источника (как, например, звезда) и являются параллельными, когда достигают зеркала или линзы. Фокусное расстояние – важная характеристика телескопа и один из факторов, определяющих итоговое увеличение телескопа (вместе с фокусным расстоянием используемого окуляра).
Светосила объектива телескопа, или его относительное отверстие, – еще один важный параметр телескопа. Этот параметр выражается в виде отношения фокусного расстояния к диаметру объектива (диаметр объектива еще называют «апертурой»). Например: телескоп с апертурой 80 мм и фокусным расстоянием 1000 мм имеет светосилу 1/12,5.
Чем больше относительное отверстие телескопа (важно: 1/5 больше, чем 1/8), тем больше света способен собрать объектив. Светосильные модели (от 1/8 до 1/4) рекомендуются для визуальных наблюдений объектов дальнего космоса, а также для астрофотосъемки на коротких выдержках.
Важно помнить: чем больше светосила, тем больше вероятность погрешностей в изображении, которое дает телескоп. Некоторых погрешностей можно избежать, дооснастив телескоп специальным фокусером.
Астрофотография и оборудование для этого занятия – отдельная узкоспециализированная тема, сейчас же мы просто упомянем, что фокусер для телескопа представляет собой прибор, предназначенный для наведения резкости на получаемом изображении. Фокус настраивается вращением ручки фокусного механизма.
Как настроить фокус телескопа?
Если изображение в телескопе кажется вам размытым, необходимо сфокусировать телескоп на объекте. С этой целью используют специальный механизм – фокусер, или фокусирочное устройство.
Для того чтобы настроить фокус телескопа, нужно крутить ручки фокусера, пока изображение наблюдаемого объекта не станет четким.
Обратите внимание, что телескоп, как прибор, предназначенный для наблюдения за удаленными объектами, не фокусируется на расположенных на небольшом расстоянии предметах. Могут быть и проблемы с фокусировкой телескопа при наблюдении через окна – неровные стекла будут препятствовать отображению качественной картинки.
Если вам нужен полезный совет по выбору телескопа с оптимальным для вас фокусным расстоянием, мы рекомендуем вам обратиться к профессиональным консультантам магазина «Четыре глаза».
4glaza.ru
Декабрь 2017
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
Все об основах астрономии и «космических» объектах:
Фокусное расстояние телескопа
Рисунок 1. Фокусное расстояние объектива.
Поскольку параметр фокусного расстояния представляет собой длину пути света в объективе, физическая длина оптической трубы обычных телескопов-рефракторов и рефлекторов должна быть не меньше, чем их фокусное расстояние. Катадиоптрики преломляют путь света внутри объектива с помощью системы зеркал, и длина их оптической трубы меньше фокусного расстояния. По этой причине катадиоптрики компактнее рефракторов и рефлекторов.
Наблюдение через окуляр представляет собой более сложный процесс, чем съемка камерой через объектив, поскольку окуляр – это тоже система объективов со своим фокусным расстоянием. Фокусное расстояние объектива, деленное на фокусное расстояние окуляра, определяет увеличение объектов, которые вы наблюдаете в телескоп. При использовании в одном телескопе окуляров с одинаковым угловым полем зрения, окуляр с меньшим фокусным расстоянием дает более узкое поле зрения (и большее увеличение). Как фокусное расстояние влияет на качество астрофотографии.
Важным параметром для качества астрофотографии является относительное отверстие или f-число. Величина относительного отверстия при постоянном диаметре объектива обратно пропоциональна фокусному расстоянию — чем меньше фокусное расстояние, тем больше относительное отверстие. Чем больше относительное отверстие, тем больше света соберет телескоп за единицу времени. Следовательно, понадобиться меньшее время экспозиции при съёмке неярких объектов дальнего космоса — туманностей, галактик и звёздных скоплений. Таким образом, Вы сможете за меньшее время получить большее количество отснятого материала, а шансов получить хоть одно хорошее изображение из 100 снимков существенно больше, чем из 10-ти.
Как фокусное расстояние влияет на увеличение объекта
Кратность увеличения наблюдаемых в телескоп объектов — величина Х, которая зависит от фокусного расстояния объектива FL и фокусного расстояния окуляра fl и определяется формулой X=FL/fl. Таким образом, при заданном фокусном расстоянии окуляра, увеличение телескопа прямо пропорционально фокусному расстоянию — чем больше значение FL, тем сильнее телескоп увеличивает объекты. Принцип этой зависимости показан на Рисунке 2 — чем больше фокусное расстояние линзы, тем сильнее лучи света, исходящие от объекта наблюдения, разойдутся при прохождении через объектив, тем больше будет расстояние от крайних точек объекта, то есть тем сильнее увеличение.
Рисунок 2. Как телескоп увеличивает объекты.
Если Вы уже приобрели телескоп с определенным фокусным расстоянием, но хотели бы добиться большего увеличения объектов, Вы можете либо менять окуляры (нужен окуляр с меньшим фокусным расстоянием), либо использовать дополнительно линзу Барлоу. Это система рассеивающих линз, которая за счет своих характеристик увеличивает фокусное расстояние объектива.
Преимущества и недостатки короткофокусных телескопов.
При заданной апертуре более короткое фокусное расстояние приводит к увеличению такого параметра как относительное отверстие (его еще называют f-числом), а это в свою очередь означает уменьшение выдержки при съемке. Поэтому короткофокусные телескопы лучше зарекомендовали себя в астрофотографии. Короткофокусные рефракторы и рефлекторы меньше по размеру, их проще хранить, транспортировать и настраивать./p>
Телескопы с коротким фокусным расстоянием имеют более широкое поле зрения, что позволяет рассмотреть и сфотографировать протяженные объекты. Короткофокусные рефракторы при этом сильнее искажают изображение (хроматическая аберрация), но если хотя бы одна из линз выполнена из ED стекла с низкой дисперсией, этот эффект нивелируется.
Недостатком короткофокусных телескопов является ограничение увеличения наблюдаемых объектов.
Преимущества и недостатки длиннофокусных телескопов.
Если у Вас нет цели делать астрофото высокого качества, а Вы планируете только наблюдать за звездным небом, увеличение f-числа для Вас неактуально. Длиннофокусные телескопы любого типа практически лишены хроматических аберраций, и Вы сможете видеть объекты ярче и четче. Из-за снижения хроматических аберраций в длиннофокусных телескопах нет необходимости делать линзы из ED стекла с низкой дисперсией, что снижает стоимость прибора.
При любом окуляре, чем длиннее фокусное расстояние телескопа, тем больше увеличение объектов (Рисунок 2). То есть, чтобы добиться такого же увеличения объекта, как у короткофокусного телескопа, Вы можете использовать окуляр с большим фокусным расстоянием и меньшим увеличением. Через такие окуляры обычно удобнее смотреть, чем через короткофокусные.
К недостаткам длиннофокусных объективов можно отнести их громоздкость и меньшую пригодность для астрофотографии.
На нашем сайте Вы можете выбрать телескоп, идеально подходящий под Ваши задачи.
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)
Максимальное увеличение (Г max)
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)
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)
Приведу для справки таблицу соответствия апертуры телескопа D и предельной звёздной величины:
| 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 |
Выходной зрачок
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.
Николай, 26 May, 2020
Максим, 30 апреля 2020 г.
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.
Николай, 16 February, 2020
Елена Александровна, 16 августа 2019 г.
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.
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).
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
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.
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.
КРИТЕРИИ ВЫБОРА
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.).
Выбираем телескоп
Телескоп на альт-азимутальной alt-az монтировке
Телескоп на экваториальной (EQ) монтировке
Принципиальная схема трех наиболее распространенных типов телескопов:
Рефрактор, Рефлектор Ньютона и Катадиоптрик Шмидт-Кассегрен (ШК)
Телескоп рефрактор АПО фирмы Meade
Ахроматы. В этих телескопах хорошо исправлены все основные аберрации, но хроматическую полностью побороть так и не удалось. Цветная окантовка наблюдается у таких объектов как Луна, планеты и яркие звезды. Слегка снизить хроматическую аберрацию удается, только уменьшая относительное отверстие, что негативно сказывается на размерах трубы, делая телескоп громоздким и требовательным к жесткости монтировки.
| Телескоп | Плюсы | Минусы |
