- Dette emne har 93 svar og 15 stemmer, og blev senest opdateret for 15 Är, 3 mÄneder siden af mstauning. This post has been viewed 2540 times
-
IndlĂŠg
-
bwinkler- Nova
Jeg har fotograferet i mange Är ogsÄ indenfor astronomi. I den forbindelse har jeg diskuteret med flere over emnet.
Jeg har altid gÄet ud fra at nÄr et linsesystem har et bestemt f-forhold, altsÄ brÊndvidden divideret med linseÄbningen(f.eks. 1000mm brÊndvidde og linseÄbning 130 mm, giver et f-forhold pÄ ca.7,7), gÊlder det ogsÄ nÄr man ser pÄ de helt store teleskoper, f.eks. Mount Polomar 5.1 meter teleskopet, som har et f-forhold pÄ 3.3, hvilket giver en brÊndvidde pÄ ca. 16.8 meter.
Jeg mener at belysningstiden for et givet objekt er den samme for det store teleskop og en lille fotolinse med det sammef-forhold. Det er her jeg er kommet til kort i flere diskussioner idet man siger at det store teleskop jo samler meget mere lys.
Her mener jeg, at det selvfĂžlgelig er rigtigt at der her samles meget mere lys, men da lyset bliver spredt ud over et felt der tilsvarende stĂžrre, og derved giver den samme belysning pr. arealenhed som ved den lille linse/spejl.
Har jeg ret eller hvordan skal der ellers ses pÄ det??Jeg er klar over at oplÞsningen er meget stÞrre ved store Äbninger.
henrik- Nova
Hej Bjarne.
“BrĂŠndvidde/Ă„bning” kan du jo oversĂŠtte til “lyssamleevne/forstĂžrrelse”. SĂ„ givet at man vil have en bestemt forstĂžrrelse/synsfelt, er Ă„bningen jo vigtig, idet man – hvis man har en 2Âœm fremfor en 5m – jo skal sĂŠtte en barlow pĂ„ og dermed fĂ„r fordoblet f/forholdet for at opnĂ„ den samme forstĂžrrelse eller image scale.
Og sÄ kommer det ogsÄ meget an pÄ du taler om objekter der har en udstrÊkning eller ej; For en stjerne er jo i princippet uendelig lille. Dermed er f/forholdet ligegyldigt, nÄr man retter det mod stellare objekter.
Sidst men ikke mindst – i CCD teknologi – er der jo nogen der hĂŠvder at f/forholdet er ligegyldigt med CCD, hvor signal/stĂžjforholdet er vigtigere end f/forholdet…
bwinkler- Nova
Hej Henrik
Det er princippet, ” giver f-forholdet den samme belysningstid” ??Jeg ved godt at der er mange andre forhold der gĂžr sig gĂŠldende, som du jo ogsĂ„ antyder, men selv “stjernelys” har vel samme regel?
mstauning- Black Hole
Bjarne – NĂ„r vi snakker proffe teleskoper, er deres kameras jo ogsĂ„ bygget netop til det teleskop! Derfor har de som regel meget store pixels, og mange af dem.
Men jeg er jo en af dem der mener at Ă„bning, og S/N er alt afgĂžrende indefor CCD verden. Og netop derfor kan man ikke bare tage f-forholdet alene!
oldfart- Asteroid
hejsa….ved ikke om det er mig der misforstĂ„r men………..et F-forhold pĂ„ 3.3 pĂ„ fx Mt. P er det samme som et kameraobjektiv med et forhold pĂ„ 3.3 uanset brĂŠndvidden – evnen til at fange fotoner er ens
Men du skal have brĂŠndvidden med i ligningen pĂ„ grund af billedfeltets stĂžrrelse, retter du Mt P mod mĂ„nen fĂ„ du jo Ăžjmene futtet af – lyset er jo koncentreret i et meget mindre felt end med et kamera med et 16mm objektiv du fĂ„r altsĂ„ en lĂŠngere exponeringtid pĂ„ grund af et stĂžrre felt og dermed lavere lyskoncentration
bwinkler- Nova
Hej Oldfart
Nej, jeg mener jo at Þjnene ikke futter af, for belysningen pr. arealenhed skulle vÊre den samme ved samme f-forhold. Ellers kunne man jo ikke(fÞr i tiden) benytte blender i forskellige objektiver pÄ fotokameraer, hvor samme blende gav samme belysning. Men jeg er ikke sikker, der er mÄske noget jeg har misforstÄet.
mr.mox- Nova
Hvis F-forholdet er det samme skal du eksponere lige lang tid for at fÄ et lige kraftigt aftryk af et givent objekt (fx mÄnen). Det som mÄske forvirrer er at med land brÊndvidde, sÄ vil objektet ogsÄ blive stÞrre.
Den totale lysmĂŠngde der afsĂŠttes pĂ„ “filmen” nĂ„r mĂ„nen fotograferes er derfor stĂžrre med lang brĂŠndvidde, men lysmĂŠngden per areal er den samme.Det som forvirrer i forbindelse med visuel observation er Ăžjets egen blĂŠnde, nemlig pupilĂ„bningen. Hvis der kun kommer et svagt lys vil pupillen Ă„bne sig og lukke mere lys ind. Hvis lysstrĂ„len er mere end ca 7mm vil den altid blive blĂŠndet af af Ăžjet.
Frank Larsen- Super Nova
Jeg er enig med Bjarne.
PÄ udbredte objekter skulle antallet af fotoner der falder pÄ et givent
areal i fokusplanet pr tidsenhed gerne vĂŠre det samme for fastholdt f/# uanset
objektivets stĂžrrelse.For stellare objekter forholder det sig anerledes idet deres stĂžrrelse
(hvis vi et Ăžjeblik ser bort fra atmosfĂŠrens effekter) kun er bestemt
af Äbningen hvor det forholder sig sÄdan at jo stÞrre diameter for det
samme f/#, jo mindre stjerner og dermed jo hÞjere photon indfald pÄ det
areal stjernen udfylder.Nu er forholdende jo sÄdan i Danmark at det ikke er teleskopets
oplsĂžsningevne der bestemmer stellare objekters stĂžrrelse – men
seeingen. SÄ derfor bliver det en mellemting.De fleste vil opleve at de fÄr flere svage stjerner med pÄ deres
billeder med et stĂžrre teleskop, mens himmelbaggrunden ikke bliver
lysere med et stÞrre teleskop for samme belysningstid og f/#.Det skal i parantes bemÊrkes at hvis der er sekundÊr obstruktion sÄ er det reelle f/# IKKE brÊndvidde divideret med diameter.
I dobbelt parantes skal jeg bemĂŠrke at jeg med den samme sensor og en
16mm f/1,8 linse fÄr mÊttet himmelbaggrund pÄ en brÞkdel af den tid der
skal til med min 12″ f/10 hvilket stemmer overens med at 12″‘eren er 5
gange langsommere fotografisk.Det er iÞvrigt ogsÄ derfor man siger at en f/5 er fotografisk hurtigere
end f/10 og ogsÄ derfor de smÄ hurtigere widefield refractore er vildt
gode til tĂ„ger og galakser af en hvis stĂžrrelse.Men nĂ„r det kommer til at skulle se svage STJERNER – ja sĂ„ gĂŠlder det
grundlĂŠggende at aperture rules og oplevelsen af at “der skal noget
forstĂžrrelse til” dukker op.FrankLarsen 2008-11-06 12:13:38
Frank Larsen- Super Nova
Se det pÄ denne mÄde. vi modtager hvert sekund 100fotoner pr. kvadrat
buesekund fra et objekt pĂ„ det areal som Teleskop A’s Ă„bning dĂŠkker.Teleskop A afbilder et kvadrat buesekund pĂ„ 1 kvadrat milileter – det vil sige 100fotoner/mm2
Teleskop B har dobbelt diameter, men samme f/# som A. Derfor vil det
have den dobbelte brÊndvidde og dermed afbilde 1 kvadarat buesekund pÄ
2×2=4kvadrat milimeter. Teleskop B samler fotoner over et 4 gange
stĂžrre areal og fanger derfor 400fotoner pr. kvadrat buesekund over
Äbningens areal. De bliver sÄ fordelt over 4 kvadrat milimeter.Det giver sÄ 400/4 = 100 fotoner pr. kvdrat milimeter.
Det vil sige teleskop A og B afbilder udbredte objketer pÄ samme mÄde
(jeg ser her bort fra evt. sekundĂŠr obstruktion)
FrankLarsen 2008-11-06 12:16:22
Frank Larsen- Super Nova
For stjerner (hvis vi ser bort fra atmosfĂŠren et Ăžjeblik) gĂŠlder at de
fleste af fotonerner modtaget fra en given stjerne er koncentreret
indenfor en cirkel med airydisk diameteren som beregnes i busekunder af
fĂžlgende 276/D hvor D er objektivets diameter i mm.Lad os nu sĂŠtte teleskop A’s diameter sĂ„ Airy disk er 1 buesekund. Dvs. i fokus plan vil stjernen sĂ„ have en diameter pĂ„ 1mm.
Teleskop B havde jo dobbelt diameter sÄ vi ser af formlen at airy disk
mĂ„ blive det halve – dvs. 0,5buesekund. Men her er billedskalaen jo
2mm/bueskund og stjernen har altsĂ„ stadig en diameter pĂ„ 1mm.Det var jo interresant – for teleskop B samler 4 gange sĂ„ meget lys som
A, men afbilder det indenfor samme areal. Det vil sige at for at
afbilde stjernen med samme lysstyrke skal der bruges 4 gange kortere
eksponeringstid……Det skal sĂ„ siges at dette kun gĂŠlder for rum teleskoper eller
teleskoper med lavere oplĂžsningsevne end den udtvĂŠrring der sker som
fĂžlge af seeing. Alt efter seeingens karakter vil stjerner opfĂžre sig
mere eller mindre som udbredte objekter.Diskussionen vil dog forkludres en del hvis vi begynder at snakke
sampling af billedfeltet med en CCD fordi det afhĂŠnger af om der over
eller undersamples.For udbredte objekter gĂŠlder dog stadig at eksponeringstid principielt kun er afhĂŠngig af f/#.
Nu er galakser og lign. jo sjĂŠldent helt jĂŠvnt udbredte – der er
detaljer i og derfor giver det god mening af vĂŠlge et stort teleskop da
det alt andet lige giver flere detaljer i tÄger og galakser og dermed
ogsÄ mere kontrast.Dette kan godt opleves som om der skal kortere eksponeringstid til at
lave det samme, men skyldes udelukkende af smÄ lysprikker der i et
mindre teleskop med samme f/# blev tvĂŠret lidt ud vil vĂŠre mere
koncentrerede i et stort teleskop.FrankLarsen 2008-11-06 12:54:51
jesper- Neutron star
>Teleskop A afbilder et kvadrat buesekund pĂ„ 1 kvadrat milileter – det vil sige
>100fotoner/mm2>Teleskop B har dobbelt diameter, men samme f/# som A. Derfor vil det have den dobbelte
>brĂŠndvidde og dermed afbilde 1 kvadarat buesekund pĂ„ 2×2=4kvadrat milimeter.>Teleskop B samler fotoner over et 4 gange stĂžrre areal og fanger derfor 400fotoner pr.>kvadrat buesekund over Ă„bningens areal. De bliver sĂ„ fordelt over 4 kvadrat milimeter.Det er jo den almindelige mĂ„de at forstĂ„ det pĂ„, og sansynligvis den rigtige! Jeg kan i hvert fald ikke finde fejl ved det, borset fra at virkeligheden synes at vĂŠre anerledes
. Vi er jo nogen der mener at det er hĂŠvet over al tvivl at store teleskoper kan fotografere svagere objekter end smĂ„, ogsĂ„ selvom f/forholdet, eksponeringstiden og kameraet er det samme.MĂ„ske hĂŠnger det bare sammen med at teleskop B jo rent faktisk samler fire gange sĂ„ mange fotoner fra dit kvadratiske objekt, altsĂ„ 4 gange sĂ„ meget signal. Dette signal bliver sĂ„ spredt over et fire gange sĂ„ stort areal pĂ„ chippen, sĂ„ledes at lysintensiteten pr. pixel burde vĂŠre ens.Hvordan ligger det sĂ„ med stĂžj? Den samlede stĂžj fra alle signalbĂŠrende pixels burde vel skaleres pĂ„ samme mĂ„de som signalet hvad angĂ„r kamerastĂžj, lysforurening/skyglow og shot-noise? AltsĂ„ samlet set bĂ„de 4x sĂ„ meget stĂžj og 4x sĂ„ meget signal. Betyder det at det samlede signal/stĂžj forhold er identisk for de to teleskoper, eller har det store et bedre signal/stĂžj forhold?Men teleskop B levere i alle tilfĂŠlde 4x sĂ„ meget information om objektet som teleskop A. SĂ„ aperture rules, ogsĂ„ ved samme f-ratio – eller hvad?Hvordan alt det her skal forstĂ„s ved jeg ikke, men jeg er ikke lĂŠngere i tvivl om facit af regnestykket. Det er bare hvordan man nĂ„r frem til det
Frank Larsen- Super Nova
Hej Jesper
Jeg er selv af den opfattelse at store teleskoper kan se svagere
objekter – men jeg er af den opfattelse at det kun gĂŠlder for stellare
objekter – herunder knuder og mikrodetaljer i galakser.For mere jĂŠvne tĂ„ger tror jeg faktisk det holder nogenlunde at fastholdt F/# giver nogenlunde samme eksponeringstid.
Ja, der er selvfĂžlgelig lige photon stĂžjen som er kvadradtroden af det indkomne signal!!
SNR_foton = Nfoton / kvadratrod(Nfoton)
hvilket vil favorisere lĂŠngere eksponeringstid og stĂžrre teleskop – der
er jo bare lige det at teleskop B jo stadig sender det samme
antalfotoner ned pÄ min 1mm2 pixel der derfor har samme SNR.Teleskopet kan ikke se forskel pÄ om det er lysforurening, vandamp eller stjernetÄger.
Forbedringen kommer teoretisk set fĂžrst til udtryk hvis vi tilpasser
kameraet til teleskopet og vÊlger et med dobbelt sÄ store pixels sÄ
billedskalaen er bibeholdt.Som jeg nÊvnte ovenfor sÄ tror jeg oplevelsen af at kunne gÄ dybere med
et stĂžrre teleskop kommer af at detaljegraden og dermed kontrasten
stiger – dvs. mĂžrke features bliver mĂžrkere, lyse bliver lysere.
Overordnet tror jeg ikke den samlede lystyrke stiger pr. pixel –
BORTSET fra det der kommer fra stellare features.Som du siger giver det store teleskop flere informationer – sĂ„lĂŠnge det
ikke er atmosfÊren der begrÊnser. Jeg vil stadig holde pÄ at nÄr
brĂŠndvidden kommer op over den grĂŠnse hvor kameraets billedpunkter er
mindre end seeing disken sÄ begynder det at vÊre f/# man skal
koncentrere sig om at sĂŠnke.Forslag:
Men mÄske vi skulle lave en undersÞgelse og fÄ syn for sagen. Det
krĂŠver to teleskoper med samme f/# – helst refraktorer med stor forskel
i diameter men af samme type med samme antal glaselementer, sÄ vi
undgĂ„r sekundĂŠrobstruktion – det samme kamera pĂ„ begge teleskoper –
kritisk fokus – et helt glat/jĂŠvnt tĂ„ge objekt med stjerner drysset
over – det skal stĂ„ ved samme airmass ved optagelser gennem begge
systemer. Der mÄ ikke bruges ekstra optik der Êndre brÊndvidde eller
f/#.Billeder eksponeres sÄ tÄgen trÊder meget tydeligt frem og skal guides prÊcist. Eksponeringstid skal vÊre ens for billederne.
Billeder skal kalibreres med darks – men ikke flats (som skalerer vĂŠrdierne).
EfterfÞlgende mÄler vi det samlede ADU tal for 10x10pixel felt midt i billedet. Det skal vÊre uden stjerner.
Samtidigt mÄles der pÄ stjernernes samlede ADU tal tÊt ved billed center samt deres stÞrrelse.
Mit gĂŠt: det 10×10 felt giver sammenlignelige resultater, stjernerne afviger.
jesper- Neutron star
Hej Frank,
Tak fordi du gider interessere dig for det her. Det er et emne jeg i Ärevis har forsÞgt at finde en ordentlig forklaring pÄ: Kan man se, eller fotografere (film, CCD) svagere, fjernere objekter med stÞrre apertur? Svaret pÄ det spÞrgsmÄl er helt Äbentlyst ja, men alligevel er der forbavsende mange nej-sigere.Jeg har ogsÄ lÊst nogle lange trÄde pÄ CN, som ikke kommer tÊttere pÄ et svar. Din sidste post kommer nok tÊttere pÄ et svar men jeg er stadig ikke overbevist
Det forekommer mig mange overser det helt indlysende faktum at astronomer i de sidste par hundrede Är har prÞvet at bygge stÞrre og stÞrre teleskoper, med det formÄl at se, eller fotografere svagere og svagere DS objekter. Og det er lykkedes rigtig fint, fÞrst visuelt, siden pÄ film og CCD.
Nogen siger at det alene er oplÞsningen det handler om med store teleskoper, hvilket er noget sludder, for fÞrst indenfor de senere Är er det blevet muligt at udnytte store teleskopers oplÞsning, og selv i dag er hovedformÄlet stadig svage objekter.
Billedskala siger andre. Men hvad skal man med billedskala nÄr oplÞsningen ikke fÞlger med?
PixelstĂžrrelse. Det har naturlivis betydning, men det er ikke mit indtryk at profferne bruger vĂŠsentligt anderledes pixelstĂžrrelse end vi gĂžr og fĂŠnomenet er tydeligt alligevel. Og hvad med filmtiden og den visuelle tid?
S/N sÄ man kan strÊkke mere siger andre. Men det kunne man ikke ret godt i filmdagene og slet ikke i den visuelle tid, og stÞrre teleskoper virkede alligevel.
Kontrast mÄske? Men kontrast er jo Êkvivalent med lysintensitet og stÞrre grÄtoneomfang. Men ogsÄ af oplÞsning, som du siger.
Michael Stauning er villig til at lave et forsĂžg med C8 og C14 pĂ„ samme objekt, med samme kamera og eksponeringstid, lige efter hinanden. Han vil stille fits’erne til rĂ„dighed for uafhĂŠngig bedĂžmmelse.Jeg har selv oplevet fĂŠnomenet ofte, synes jeg. Blandt andet med FS60 og 0.73x reducer og min 8″ Newton, som er pĂ„ f/4.5. Den lille nye ringtĂ„ge i Cygnus ved Crescent tĂ„gen er tydelig nok med den 200mm’eren, men kan dĂ„rligt hives frem med 60mm’eren, pĂ„ trods af lĂŠngere subs og samlet eksponeringstid. Det Svarer til min erfaring ellers. Jeg skal dog sige at optagelserne er lavet pĂ„ forskellige tidspunkter og ikke var tiltĂŠnkt det formĂ„l.
henrik- Nova
Som Jesper siger er det et uÄdeligt interessant spÞrgsmÄl at komme tÊttere pÄ et svar til
SÄ hvis du og/eller andre vil lave forsÞget, vil jeg/vi gerne stille et par kikkerter til rÄdighed til eksperimentet
Var det et mÄl for en astro-aften mÄske?
Henrik 2008-11-07 11:42:16
jesper- Neutron star
Fino Henrik
- Emnet 'F forhold' er lukket for nye svar.