Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
AstroFrog

Астрофото - светосила в реальности

Светосила телескопа влияет на количество собираемого света. В астрофотографии - чем больше, тем лучше. И этот параметр обязательно указывается в характеристиках. Но дьявол в деталях. Посмотрим на это пристальнее. Рассмотрим типовой телескоп системы Ньютона. Например, с апертурой 150 мм и с фокусным 750 мм. Это очень распространенный вариант среди любителей астрофотографии. Наверняка, у такого телескопа будет заявлена светосила f/5. Напомню, что светосила это отношение размера апертуры телескопа к фокусному расстоянию. Т.е. 150/750=1/5 или в принятых обозначениях f/5. И как бы да, но... В телескопах системы Ньютона есть диагональное зеркало, которое экранирует часть света. Для рассматриваемого варианта малая ось элипсоида диагонального зеркала будет около 50 мм. Используя формулу площади круга нетрудно посчитать, что экранируемая площадь составляет 1/9 от площади главного зеркала. Значит, в сборе света участвует примерно 0,89 главного зеркала. Обозначим это как k1. В качестве отражающей

Светосила телескопа влияет на количество собираемого света. В астрофотографии - чем больше, тем лучше. И этот параметр обязательно указывается в характеристиках. Но дьявол в деталях. Посмотрим на это пристальнее.

Рассмотрим типовой телескоп системы Ньютона. Например, с апертурой 150 мм и с фокусным 750 мм. Это очень распространенный вариант среди любителей астрофотографии. Наверняка, у такого телескопа будет заявлена светосила f/5. Напомню, что светосила это отношение размера апертуры телескопа к фокусному расстоянию. Т.е. 150/750=1/5 или в принятых обозначениях f/5. И как бы да, но...

Светосила объектива/телескопа
Светосила объектива/телескопа

В телескопах системы Ньютона есть диагональное зеркало, которое экранирует часть света. Для рассматриваемого варианта малая ось элипсоида диагонального зеркала будет около 50 мм. Используя формулу площади круга нетрудно посчитать, что экранируемая площадь составляет 1/9 от площади главного зеркала. Значит, в сборе света участвует примерно 0,89 главного зеркала. Обозначим это как k1.

В качестве отражающей поверхности зеркала в большинстве случаев используется алюминиевое покрытие. Коэффициент отражения у алюминия примерно 0,9. Сначала отражается от главного зеркала (обозначим коэффициент отражения как k2), затем от диагонального (k3).

Чтобы посчитать суммарную пропускную способность такой конструкции, нужно перемножить все эти коэффициенты. Т.е. итоговый коэффициент равен k1*k2*k3 = 0.72. До трубки окуляра в рассматриваемом нами телескопе дойдет 72% света.

Несложно посчитать, что эффективная апертура такого телескопа будет 127 мм. Исходя из этого реальная светосила равна 127/750=1/5.9. Не f/5, как заявлено в характеристиках, а f/5.9.

Теперь рассмотрим рефрактор с такой же светосилой и с такой же апертурой. Основная потеря света происходит на границе сред воздух-стекло. Для уменьшения потерь используют просветленную оптику - линзы со специальным тонким напылением. Современные напыления позволяют снизить потерю света до 0,2-0,5%. Рассмотрим что-то среднее - апохромат с объективом из трех линз. Шесть поверхностей. Суммарная потеря света около 1,2-3%. Пусть будет 5%. В итоге получается светосила f/5.1.

f/5.9 и f/5.1. Вроде бы разница не велика. Но если перевести это во время, то при f/5.9 нужно потратить на съемку 4 часа, а чтобы собрать столько же света при f/5.1, потребуется три часа. В реальности с рефлекторами всё еще хуже, т.к. поверхность зеркала подвержена деградации, на неё оседает пыль, появляются разного рода пятна, что уменьшает коэффициент отражения.

Темного вам неба!