Zamówienia: kontakt@teleskopy.pl     Porady dot. sprzętu porady@teleskopy.pl
 
Telefon (pn - pt:   10 - 18, sb:  9 - 13) Infolinia: 0801 011 228   +48 22 374 31 40 (WAW)   22 374 06 07 (WAW)   531 531 707 (KRK)
 
Salony firmowe: Warszawa, ul. Solec 34b (pod mostem Poniatowskiego)    Kraków, ul. Dietla 69    Chorzów, ul. Katowicka 52

Porady optyczne i astronomiczne

Powiększenia i pole widzenia teleskopu w zależności od zastosowanych okularów


 

Zapraszamy do włożenia pewnego wysiłku w przeczytanie i zrozumienie niniejszego artykułu. Zawarta w nim wiedza jest niezbędna do prawidłowego i świadomego prowadzenia obserwacji, bardzo przyda się przy wyborze teleskopu i odpowiednich akcesoriów. Lepiej zresztą przyswoić pewne fakty dotyczące optyki PRZED zakupem, a nie PO, gdy już często jest za późno. Są tu rzeczy proste, choć dla początkujących prawie zawsze zupełnie nowe i przewijające się niezmiernie często w pytaniach.

Do wszystkich obliczeń musimy znać trzy parametry naszego sprzętu:
 
ogniskową teleskopu - obiektywu, lustra lub dowolnego innego układu optycznego użytego w naszym teleskopie
ogniskową okularu który zamierzamy użyć - jest to podstawowy parametr każdego okularu, zazwyczaj mieszczący się w zakresie między 3 a 56 milimetrów
własne pole widzenia okularu - parametr zależy w głównej mierze od konstrukcji optycznej okularu (Huygens, Kellner, Ploessl, Super Ploessl, ortoskopowe, UWA, SWA, by wymienić podstawowe), zazwyczaj mieszczący się w zakresie 40 - 84°

Niezbędna jest także umiejętność dzielenia (można na kalkulatorze).


Powiększenie

Powiększenie równe jest stosunkowi (ogniskowa teleskopu) / (ogniskowa okularu).

Przykład: Teleskop posiada ogniskową 1000 milimetrów, stosujemy okular 25 milimetrów. Powiększenie to 1000/25 = 40 razy, czyli stosunkowo niewielkie.


Powiększenie minimalne

Jeżeli skierujemy latarkę na obiektyw lub lustro i popatrzymy na okular, łatwo dostrzeżemy niewielki jasny krążek na środku pola widzenia - jest to źrenica wyjściowa. To tam "skupia się obraz", to jest obszar, który obserwujemy. Wiadomo, że w ciemności źrenica oka rozszerza się do około 6,5mm. Stąd prosty i prawdziwy wniosek: źrenica wyjściowa okularu (czy to w teleskopie, w lunecie czy lornetce - bo analogie są zupełne) nigdy nie powinien być większy, gdyż wtedy część światła jest tracone jest padając na obszary oka niewrażliwe na światło. W praktyce z wiekiem nasze źrenice nie potrafią aż tak się rozszerzyć, a w każdym wieku czas pełnej adaptacji do ciemności trwa 30-90 minut i typowe źrenice wyjściowe to 1,5-5 milimetrów (jeżeli, przykładowo, lornetka ma służyć do obserwacji w dzień, dobrze by jej źrenica wyjściowa wynosiła 2,5 - 5 mm).
 
Czym jest źrenica wyjściowa? Otóż jest to odwzorowanie widoku przez obiektyw na mniejszym obszarze, mniejszym tyle razy, ile wynosi powiększenie z danym okularem. Załóżmy, że teleskop o ogniskowej 1000mm z poprzedniego przykładu ma średnicę 100 milimetrów. Jeżeli założymy okular 25 milimetrów uzyskamy powiększenie 40-krotne. W takiej sytuacji źrenica wyjściowa wyniesie 100mm / 40 = 2,5 milimetra.


Średnica źrenicy wyjściowej na przykładzie lornetki

Średnica źrenicy wyjściowej na przykładzie lornetki


A teraz definicja: powiększenie minimalne dla danego teleskopu to takie, przy którym średnica wyjściowa wynosi 6 milimetrów. W związku z tym, że źrenica wyjściowa to średnica obiektywu / powiększenie, stąd powiększenie minimalne = średnica obiektywu [mm] / 6. Dla naszego teleskopu o średnicy 100 jest to 100/6 = około 17 razy. Dla teleskopu o ogniskowej 1000 milimetrów oznacza to, że nie można (nie warto) stosować okularów o ogniskowych dłuższych niż 1000/17 = 58 milimetrów - szczęśliwie takich okularów się nie robi. Ale już dla teleskopu o ogniskowej 500 i obiektywie 114 mm (np. Bresser Pluto i inne tanie teleskopy) minimalne powiększenie wynosi 19x, co odpowiada ogniskowej okularu 26mm i okulary o dłuższej ogniskowej są dla tego teleskopu zupełnie nieprzydatne.

ZAPAMIĘTAJ!
Powiększenie minimalne = D / 6
(D średnica lustra lub obiektywu w milimetrach)


Powiększenie maksymalne

Każdy sprzęt optyczny posiada swoje ograniczenia wynikające z praw fizyki. Nie wgłębiając się w zagadnienie, kryterium maksymalnego użytecznego powiększenia (stosowanego wyłącznie w wyjątkowo dobrych warunkach obserwacyjnych) to 2 razy średnica obiektywu wyrażona w milimetrach. Jedynie dla najlepszych teleskopów (apochromatów) można przyjąć jako maksymalne użyteczne powiększenie potrojoną średnicę obiektywu (3xD). Dla powiększeń większych obraz rozmywa się, staje się ciemny, a równocześnie nie ukazują się już żadne nowe szczegóły obserwowanych obiektów.

ZAPAMIĘTAJ!
Powiększenie maksymalne = 2 x D

(D średnica lustra lub obiektywu w milimetrach)


Pole widzenia.

Pole widzenia przy danym okularze to własne pole widzenia okularu dzielone przez powiększenie przy tym okularze. Własne pole widzenia jest (mniej lub bardziej dokładnie, uczciwiej lub mniej) podawana przez producentów sprzętu i przytaczana przez sprzedawców. Przyjąć można, że są bliskie prawdy. Na ten parametr warto zwrócić uwagę, bowiem producenci często nadają swoim okularom nazwy handlowe Super Wide Angle (co w tłumaczeni mogłoby oznaczać Bardzo Duży Kąt Widzenia, Super Szerokokątne), choć optycznie są to okulary Ploessla lub nawet prostsze.

Przykład: Nasz teleskop 100/1000 wyposażyliśmy w znany już okular 25mm i ustalmy, że jest to okular Ploessla. Okulary Ploessla w oprawie 1,25 cala charakteryzują się własnym polem widzenia rzędu 50 stopni. Powiększenie jakie uzyskujemy teleskopem z okularem PL25 to 40 razy. Tak więc gdy spojrzymy w okular, ujrzymy obszar o średnicy 50° / 40 = 1,25°. Czy to dużo? Średnica Księżyca (widoma) to około pół stopnia, więc 1,25 stopnia to nie mało. Jednak jeżeli w tym samym teleskopie założymy okular Ploessla o ogniskowej 6mm, pole widzenia wyniesie 50 / (1000/6) = 50 / 167 = 0,3 stopnia. Jest to raczej mało (w każdym razie średnica jest 4 razy mniejsza, a obszar oglądany - 16 razy mniejszy). Dlatego właśnie do wyszukiwania obiektów na niebie używa się lunetki celowniczej o małym powiększeniu oraz długoogniskowych okularów.

ZAPAMIĘTAJ!
Pole widzenia przy danym okularze = własne pole widzenia okularu / powiększenie przy tym okularze


Uwaga na marginesie tudzież na zakończenie: soczewki Barlowa.

Soczewki Barlowa to soczewki rozpraszające wydłużające ogniskową. Najpopularniejsze są "Barlowy dwukrotne", dwukrotnie wydłużające ogniskową teleskopu. Spotyka się także soczewki Barlowa o krotnościach półtora, trzy oraz cztery. Ponieważ wydłużają ogniskową teleskopu, ich zastosowanie powoduje zwiększenie powiększenia tyle razy, ile wynosi krotność soczewki, względem powiększenia dla danego okularu bez zastosowania soczewki. Najprościej będzie na przykładzie poniżej:
 
W poprzednim przykładzie ogniskowa teleskopu wynosiła 1000mm, ogniskowa okularu 25mm, zaś powiększenie dla TEGO teleskopu i TEGO okularu - 40 raz. Jeżeli teraz zastosujemy soczewkę Barlowa 2x, ogniskowa teleskopu wydłuży się do 2000mm (2 metrów), zaś powiększenie z okularem 25mm wyniesie 80 razy, czyli wzrośnie dwukrotnie.
 
Zaletą soczewek Barlowa jest to, że kupując jedną soczewkę możemy poszerzyć zakresy powiększeń naszych, powiedzmy, trzech okularów o dodatkowe trzy unikalne powiększenia. W innym razie bylibyśmy zmuszeni kupić trzy dodatkowe okulary.
 
Przy wyborze soczewki Barlowa należy pamiętać, że musi być ona dobrej jakości, porównywalnej z jakością okularów, w innym wypadku jej zastosowanie bardzo pogorszy jakość uzyskiwanych obrazów.


Przykład podsumowujący:

Posiadamy teleskop o ogniskowej 1200mm i lustrze o średnicy 150mm mamy możliwość samodzielnie skompletować zestaw trzech okularów i Barlowa. Zależy nam na uzyskaniu szerokiego, sensownego zakresu powiększeń, nie stać nas na okulary lepsze niż np. Ploessle firmy Soligor w standardzie 1,25 cala (bardzo przyzwoite okulary, nota bene) oraz achromatyczny Barlow 2x.
 
W tym miejscu proszę - gorąco proszę - przerwać czytanie i samemu rozwiązać ten problem. Dla utrwalenia.
 
 
 
 
 
 
A jeżeli nie możecie Państwo się doczekać...
 
 
 
 
 
 
... i naprawdę nie chcecie sami tego zrobić ....
 
 
 
 
 
 
... albo już rozwiązaliście i tylko chcecie sprawdzić rozwiązanie ...
 
 
 
 
 
 

... to jest ono następujące (choć nie jedyne możliwe):
 
Powiększenie minimalne tego teleskopu wynosi 150/6 = 25 razy
Powiększenie maksymalne (użyteczne) wynosi 2*150 = 300 razy
 
Aby uzyskać powiększenie minimalne potrzebujemy okularu o ogniskowej 1200/25 = 48 mm
Aby uzyskać powiększenie maksymalne potrzebujemy okularu, z którym będziemy uzyskiwali powiększenie 150 razy (a jak nas najdzie na powiększenie 300 razy - może raz w roku - założymy Barlowa 2x). Powiększenie 150 razy otrzymamy z okularem o ogniskowej 1200/150 = 8mm
 
(Ponieważ okular + Barlow 2x to 2 razy większe powiększenie niż sam okular - mając okular 40mm i soczewkę Barlowa 2x to tak, jakbyśmy mieli okular 40mm oraz okular 20mm).
 
Na rynku popularne standardy to 40mm i 9mm - te są najbliżej tym ogniskowym, które wyliczyliśmy wyżej.
Mamy teraz następujące konfiguracje, ogniskowe oraz odpowiadające im powiększenia:
 

Konfiguracja Wypadkowa ogniskowa Powiększenie
 
okular 40mm 30x
 
okular + Barlow 2x 20mm 60x
 
okular 9mm 135x
 
okular + Barlow 2x 4,5 270

Jakiego okularu brakuje?

Brakuje powiększenia około 80-110 razy. Na rynku są okulary o ogniskowych 10mm, 12,5mm oraz 15mm.
Który wybrać?


Konfiguracja Powiększenie
 
okular 10mm 120x
okular 10mm + Barlow 2x 240x
powiększenia za bliskie temu, co uzyskujemy z okularem 9mm
 
okular 12,5mm 95x
okular 12,5mm + Barlow 2x 190x
ten zestaw jest dobry!
 
okular 15mm 80x
okular 15mm + Barlow 2x 160x
też dobry!

Który z dwóch ostatnich okularów wybrać to problem, który trzeba roztrzygnąć samemu. Dam jednak wskazówkę - mniejszych powiększeń używa się dużo częściej, gdyż więcej jest nocy o słabszych warunkach obserwacyjnych, gdy wyższe powiększenia są nieco pozbawione sensu.


Czego nie uwzględniliśmy?

W niniejszych rozważaniach nie uwzględniliśmy dwóch rzeczy, obydwu świadomie.

Pierwszą z nich jest jakość okularów. Samo pole widzenia to jeszcze mało - ważne są takie parametry jak transmisja, korekcja aberracji chromatycznej, jakość warstw antyodblaskowych (co wiąże się z transmisją), płaskość pola. Tu niezbędne są rozważania szczegółowe dotyczące konkretnych modeli dostępnych na rynku i raczej katalog sprzętu wraz z profesjonalnymi testami. Jest to praca syzyfowa, czy dotyczy okularów, czy teleskopów astronomicznych. Jak dotąd nikt nie pokusił się o całościowe potraktowanie sprzętu astronomicznego dostępnego na naszym rynku - na stronach i forach astronomicznych są recenzje sprzętu, jednak metody testowania są bardzo amatorskie, nie mają uzgodnionej jednej metodologii, a przy tym są rozproszone po różnych stronach www.

Drugą sprawę można nazwać koniecznością harmonijnego dobierania akcesoriów do teleskopu. Otóż z jednej strony im większe pole widzenia, tym lepiej. To prawda, ale nie bezwzględna - jeżeli nasz obiektyw jest bardzo jasny (krótka ogniskowa) i nie doskonały, to po włożeniu okularu możemy mieć do czynienia z ogromnymi wadami optycznymi na brzegach pola widzenia - głównie z krzywizną pola i dystorsją. Jeżeli do tego okular jest jakości średniej półki, zawód może być duży. Innymi słowy, pewne okulary, choć można je założyć do wyciągu okularowego teleskopu, nie bardzo nadają się do niektórych teleskopów. Przynajmniej dla koneserów optyki będą to doświadczenia traumatyczne.
 
 
Aleksander Kacz
www.teleskopy.pl


      


 

Copyright © 2001-2010 teleskopy.pl