Маска за обектива и разделителна способност

телескопи, бинокли, оптика, "направи си сам"

Модератори: bobo, rw, Nuke

gmom
Мнения: 41
Регистриран: пон сеп 28, 2020 15:03
Репутация: 15
Местоположение: София

Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от gmom » ср яну 12, 2022 17:54

Малко теоретичен въпрос - представяме си, че имаме класически 20" нютон-рефлекторен телескоп (някои тук дори имат такива :). Наблюдението, например, на Луната и планетите с него в сравнение с 6" рефрактор би имало следните недостатъци (?):

- дифракционни лъчи (заради "паяка" на вторичното огледало)
- увеличено негативно влияние на атмосферата върху образа поради по-големия въздушен стълб, през който преминава светлината
- тъй като обектите за наблюдение са доста ярки, може да се очаква силен заслепяващ "блясък" отново поради големия обектив

предимство:
- по-добра резолюция и динамичен диапазон (dynamic range?) на образа, която позволява и доста по-голямо увеличение

Възможно ли е според вас да се преодолеят недостатъците с маска за обектива? Един вариант е да се направи маска с един кръгъл отвор с размер 6", например. Втори вариант е да се направят няколко кръгли отвора, които да се разположат "по краищата" на обектива с обща площ колкото на 6" обектив. Вярно ли е, че при вариант 1 разделителната способност би била колкото на 6" обектив, а във втория - колкото на 20" обектив?
GSO 203 / 1200 mm Dobsonian

christovantceti
Мнения: 242
Регистриран: вт дек 27, 2011 18:51
Репутация: 467
Контакти:

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от christovantceti » ср яну 12, 2022 20:26

gmom написа:
ср яну 12, 2022 17:54
Малко теоретичен въпрос - представяме си, че имаме класически 20" нютон-рефлекторен телескоп (някои тук дори имат такива . Наблюдението, например, на Луната и планетите с него в сравнение с 6" рефрактор би имало следните недостатъци (?):

- дифракционни лъчи (заради "паяка" на вторичното огледало)
- увеличено негативно влияние на атмосферата върху образа поради по-големия въздушен стълб, през който преминава светлината
- тъй като обектите за наблюдение са доста ярки, може да се очаква силен заслепяващ "блясък" отново поради големия обектив
Не виждам какъв е проблема за един любител в дифракционните лъчи от паяка на вторичното огледало. В крайна сметка и Хъбъл и Джеймс Уеб имат такива, а никой не се се е оплакал.
Вярно е, че по-голямата апертура е по-чувствителна на атмосферните аберации причинени от въздушната турбуленция. Зависимостта обаче не е проста. Може да приемете, че при по-лош сиинг (видимост) големите телескопи се представят по-зле от малките и обратно. Все пак има някаква златна среда - това са апертури м/у 200 и 300мм, които са оптимални за любителя. Над 300мм не може да се очаква подобрение на резолюцията поради атмосферните аберации. При по-големите апертури се търсят показатели като светлосилата, т.е. с големия телескоп ще видите неща, които с малкия не можете.
При наблюдение на ярки обекти като Луната и планетите по-скоро ще изпитате негативи ако сте с телескоп над 300мм апертура. Ако се занимавате с фотография определено трябва да се насочите към по-голям телескоп. Чрез софтуерна обработка може да подберете само кадрите получени в кратките моменти на добър сиинг и да получите много по-качествен образ от това, което на практика може да видите без камера.
gmom написа:
ср яну 12, 2022 17:54
Възможно ли е според вас да се преодолеят недостатъците с маска за обектива? Един вариант е да се направи маска с един кръгъл отвор с размер 6", например. Втори вариант е да се направят няколко кръгли отвора, които да се разположат "по краищата" на обектива с обща площ колкото на 6" обектив. Вярно ли е, че при вариант 1 разделителната способност би била колкото на 6" обектив, а във втория - колкото на 20" обектив?
Възможно е ако обективът не е качествен и има остатъчна сферична аберация и кома. Поставянето на бленда ще подобри образа, но светлосилата ще падне. Във вашето условие не взимате предвид централното екраниране при Нютона. Ако ограничите апертурата до 6", а вторичното огледало е с малка ос 7 " какво ще се получи?
Бленда с ексцентрично поставени отвори се прави при наблюдение на Слънцето. Целта е максимално да се намали яркостта в допълнение към сътветните филтри. Резолюцията ще падне по зависимост подобна на тази при централното екраниране.
Никога не се страхувай да правиш това, което не умееш.Помни, че ноевият ковчег е построен от любители.Професионалистите са построили ,,Титаник"!

gmom
Мнения: 41
Регистриран: пон сеп 28, 2020 15:03
Репутация: 15
Местоположение: София

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от gmom » чет яну 13, 2022 12:21

@christovantceti благодаря за детайлния отговор. Въпросът беше по-скоро теоретичен - напълно съм съгласен, че при визуални наблюдения diffraction spikes не представляват проблем.

Нека говорим за 300мм обектив - дали маска подобна на тази по-долу би дала ъглова разделителна способност като на 300мм? Нека приемем, че сумата от площите на отворите е като площта на 150мм обектив. Това, разбира се, при определени условия - наблюдение на много близки двойни звезди, да речем, но може би и наблюдения на детайли по повърхността на Марс?

Изображение

Не е ли това същата постановка като при радио телескопните масиви, където се използват много малки антени на разстояние една от друга, за да се увеличи резолюцията, без да е нужно да се строят огромни телескопи с един обектив?
GSO 203 / 1200 mm Dobsonian

bobo
Звезден маниак
Звезден маниак
Мнения: 4119
Регистриран: ср авг 18, 2004 07:22
Репутация: 701
Местоположение: Варна
Контакти:

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от bobo » чет яну 13, 2022 13:47

Не знам отговора, но вероятно се намесват и разни дифракционни ефекти и резолюцията едва ли ще е същата като на цяло огледало.

Потребителски аватар
Synergon
Мнения: 950
Регистриран: пон авг 12, 2013 11:20
Репутация: 881
Местоположение: Vladaya

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от Synergon » чет яну 13, 2022 16:43

bobo написа:
чет яну 13, 2022 13:47
Не знам отговора, но вероятно се намесват и разни дифракционни ефекти и резолюцията едва ли ще е същата като на цяло огледало.
Здравей,
ъгловата резолюция зависи от диаметъра на огледалото.
Ако разположим два телескопа на 10 м един от друг и сихронизираме
образа, ще имаме ъглова резолюция като на 10 м телескоп.
Разликата ще е естествено в количеството светлина.

Но ъгловата резолюция ще е като на голямото огледало. :!:
What Happens in Black Hole - Stays in Black Hole !

Линк за библиотеката с книги последна версия 17.12.2021 :
https://drive.google.com/file/d/1U2uhda ... sp=sharing

...Space is infinite - your back seat isn't.
EAA System:
TS PHOTON 8" F4
EQ5 Pro GoTo
ZWO ASI385MC
Sharpcap Pro

gmom
Мнения: 41
Регистриран: пон сеп 28, 2020 15:03
Репутация: 15
Местоположение: София

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от gmom » чет яну 13, 2022 16:53

Synergon написа:
чет яну 13, 2022 16:43
Здравей,
ъгловата резолюция зависи от диаметъра на огледалото.
Ако разположим два телескопа на 10 м един от друг и сихронизираме
образа, ще имаме ъглова резолюция като на 10 м телескоп.
Разликата ще е естествено в количеството светлина.
...
Чудесно, а това синхронизиране не би ли било много трудно предвид малката дължина на вълната? Използването на два по-малки телескопа на разстояние не би ли направило и по-лесно премахване на шум (от атмосферната турбуленци, например)?

По отношение на по-големи телескопи (>12") - някой знае ли да се използват на практика такива маски или реално не са смислени, защото не дават повече предимства?
GSO 203 / 1200 mm Dobsonian

Потребителски аватар
Synergon
Мнения: 950
Регистриран: пон авг 12, 2013 11:20
Репутация: 881
Местоположение: Vladaya

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от Synergon » чет яну 13, 2022 18:26

gmom написа:
чет яну 13, 2022 16:53
Synergon написа:
чет яну 13, 2022 16:43
Здравей,
ъгловата резолюция зависи от диаметъра на огледалото.
Ако разположим два телескопа на 10 м един от друг и сихронизираме
образа, ще имаме ъглова резолюция като на 10 м телескоп.
Разликата ще е естествено в количеството светлина.
...
Чудесно, а това синхронизиране не би ли било много трудно предвид малката дължина на вълната? Използването на два по-малки телескопа на разстояние не би ли направило и по-лесно премахване на шум (от атмосферната турбуленци, например)?

По отношение на по-големи телескопи (>12") - някой знае ли да се използват на практика такива маски или реално не са смислени, защото не дават повече предимства?
Здравей,
трудно е синхронизирането, затова само големите телескопи ползват подобни "екстри" .

Ето за VLT :



Лека.
What Happens in Black Hole - Stays in Black Hole !

Линк за библиотеката с книги последна версия 17.12.2021 :
https://drive.google.com/file/d/1U2uhda ... sp=sharing

...Space is infinite - your back seat isn't.
EAA System:
TS PHOTON 8" F4
EQ5 Pro GoTo
ZWO ASI385MC
Sharpcap Pro

gmom
Мнения: 41
Регистриран: пон сеп 28, 2020 15:03
Репутация: 15
Местоположение: София

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от gmom » пет яну 14, 2022 11:52

Много интересно, да. Когато се използват различни телескопи проблемът става доста сложен. Предполагам, ако се използва едно "маскирано" огледало, няма да има нужда от синхронизация.

Ще взема да го пробвам, като сътворя някаква маска. Остава само да намеря голям телескоп :lol:
GSO 203 / 1200 mm Dobsonian

Потребителски аватар
viktor
Мнения: 2036
Регистриран: съб мар 11, 2006 03:27
Репутация: 475

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от viktor » пет яну 14, 2022 12:30

Общо взето мисля, че цялото това нещо е безмислено упражнение :D Можеш да почетеш по американските форуми, където 20- инчов телескоп се смята за среден по размер. Хората са гигантомани и лесно можеш да срещнеш споделени отзиви за проведени планетарни наблюдения при 800-1200х, с отлична атмосфера и телескопи 20-30 инча. Един голям телескоп е способен на много, но трябва атмосфера:

Еднометровия Касегрен на Pic du Midi

https://www.cloudynights.com/uploads/mo ... 624434.jpg

http://www.damianpeach.com/picdumidi/j2 ... -RGB03.jpg

Компромиса никога не трябва да е да сметка на телескопа, а да се търсят възможно най-добрите условия. Не случайно навлязохме в ерата на космическите телескопи…
Bresser Special Astro 20x80 binocular
Levenhuk Bruno Plus 15x70 binocular
B 10x40 binocular
GSO Plossl 4mm
GSO Plossl 42mm
SkyWatcher Plossl 10mm
SkyWatcher Plossl 25mm

gmom
Мнения: 41
Регистриран: пон сеп 28, 2020 15:03
Репутация: 15
Местоположение: София

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от gmom » пет яну 14, 2022 21:27

Вероятно си прав. Мен ме човъркаше повече теоретичният въпрос сякаш. 20" телескоп нямам така или иначе :)
GSO 203 / 1200 mm Dobsonian

Потребителски аватар
viktor
Мнения: 2036
Регистриран: съб мар 11, 2006 03:27
Репутация: 475

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от viktor » пет яну 14, 2022 21:43

Теоретично можеш да направиш интерферометър и разделителната способност на системата, ще е равна на хипотетично огледало с диаметър - разстоянието между по малките огледала, но за да се реализира тази работа на практика, трябва да синхронизираш сигналите от отделните огледала в “сборен пункт” - по време и с точност в случая на светлинните вълните. С други думи ще ти излезе по евтино да си купиш 20 инчов телескоп :D
Bresser Special Astro 20x80 binocular
Levenhuk Bruno Plus 15x70 binocular
B 10x40 binocular
GSO Plossl 4mm
GSO Plossl 42mm
SkyWatcher Plossl 10mm
SkyWatcher Plossl 25mm

christovantceti
Мнения: 242
Регистриран: вт дек 27, 2011 18:51
Репутация: 467
Контакти:

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от christovantceti » съб яну 15, 2022 11:14

gmom написа:
чет яну 13, 2022 12:21
@christovantceti благодаря за детайлния отговор. Въпросът беше по-скоро теоретичен - напълно съм съгласен, че при визуални наблюдения diffraction spikes не представляват проблем.

Нека говорим за 300мм обектив - дали маска подобна на тази по-долу би дала ъглова разделителна способност като на 300мм? Нека приемем, че сумата от площите на отворите е като площта на 150мм обектив. Това, разбира се, при определени условия - наблюдение на много близки двойни звезди, да речем, но може би и наблюдения на детайли по повърхността на Марс?

Изображение

Не е ли това същата постановка като при радио телескопните масиви, където се използват много малки антени на разстояние една от друга, за да се увеличи резолюцията, без да е нужно да се строят огромни телескопи с един обектив?
Вие измествате въпроса към една много интересна тема за астро интерферометрите. При тях става комбинация на образите на два или повече обектива на едно място, което води до интерференция. Получава се интерферограма на наблюдаваната звезда. За съжаление това не шарена картинка с много цветове, на която да ахкате от възхищение, а представлява най-общо казано редуващи се по определен начин тъмни и свели ивици. Тази интерферограма подлежи на сложна математическа обработка (трансформация на Фурие) след което се превръща в синтетичен образ на наблюдавания обект. Вашата маска може да работи като интерферометър. Всъщност това е най-простия вариант за такъв, защото използува оптиката на един телескоп. Резолюцията на интерферометъра се изчислява по същия начин като на телескопа- ламда/D, само че тук D е базата или разстоянието м/у обективите на интерферометъра. Сами си сметнете резолюцията с маска ако приемем, че разстоянието м/у два от отворите е 150мм (приблизително по чертежа) и съответно на единичния обектив без маска ако диаметъра му е 300мм. Както се сещате този вариант е изключително непрактичен по 3 причини:
1. значително по-малка резолюция
2. значително по-малко зрително поле
3 значително по-малка светлосила

Идеята за астро интерферометър е на повече от 200г, но едва в последните 4-5 десетилетия технологиите позволиха нейната реализация в пълна сила. Възможни са различни варианти. Няма как да не споменем Майкелсън-баща, майка, дядо и баба на интерферометрията. Един от първите успешни интерферометри е именно такъв тип:
michelson interferometer.png
Посредством плоски огледа се реализират двете рамена на интерферометъра, по които два образа на наблюдаваната звезда се насочват към общата оптика на телескопа. Резолюцията се определя от дължината на рамената и е значително по-голяма от тази на телескопа. По всички останали показатели обаче отстъпва значително на самостоятелния телескоп. Затова е подходящ само за наблюдение на много ярки обекти.
michelson interferometer1.png
Друг вариант е два еднакви телескопа на една монтировка, чиито образи се комбинират. Такъв е LBTI.
LBTI.jpg
Предимствата на описаните интерферометри е в по-простата механика. Недостатък е сравнително малката база.

Така идваме до най-усложнения вариант -VLTI. Тук интерференцията става м/у отделни отдалечени телескопи.
VLTI.jpg
Няма да влизаме в подробности, но това вероятно е най-върховното постижение на съвременната оптика и фина механика.
Относно радиотелескопите интерферометри може да приемете, че работят на съвсем същия принцип като оптичните. Все пак има няколко разлики в предаването на сигнала. Докато оптичните телескопи са хомодинни, т.е. сигналите директно се комбинират един с друг при радиотелескопите се използува принципа на хетеродинния приемник. Сигналът от всяка антена първо интерферира със сигнал създаден от собствен генератор като така се усилва многократно и след това се интерферира със сигналите от другите антени. Това позволява лесно предаване на информацията на големи разстояния. Също така от огромно значение е многократно по-голямата дължина на вълната. Всичко това позволява много по-голяма база на интерферометъра (>100км) и съответно чудовищна резолюция от порядъка на микро ъглови секунди.
Последна промяна от christovantceti на нед яну 16, 2022 09:50, променено общо 2 пъти.
Никога не се страхувай да правиш това, което не умееш.Помни, че ноевият ковчег е построен от любители.Професионалистите са построили ,,Титаник"!

bobo
Звезден маниак
Звезден маниак
Мнения: 4119
Регистриран: ср авг 18, 2004 07:22
Репутация: 701
Местоположение: Варна
Контакти:

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от bobo » съб яну 15, 2022 14:13

christovantceti написа:
съб яну 15, 2022 11:14
2. значително по-малко зрително поле
Това защо?

christovantceti
Мнения: 242
Регистриран: вт дек 27, 2011 18:51
Репутация: 467
Контакти:

Re: Маска за обектива и разделителна способност

Мнение от christovantceti » нед яну 16, 2022 09:33

Защото математиката е безмилостна. Трябва да разберете какво точно е интерференцията и да се запознаете подробно с теоремата на Van Cittert-Zernike и трансформациите на Фурие. Зрителното поле на тези интерферометри е изключително малко. С известно приближение може да приемете, че е равно на диаметъра на диска на Ейри на съответния телескоп, т.е. говорим за части от ъгловата секунда до няколко ъглови секунди. Това разбира се зависи от апертурата и дължината на вълната.
Никога не се страхувай да правиш това, което не умееш.Помни, че ноевият ковчег е построен от любители.Професионалистите са построили ,,Титаник"!

Отговори
  • Подобни теми
    Отговори
    Преглеждания
    Последно мнение