Добро пожаловать на наш астрономический форум! Здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали. Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил.

Форум переехал на последнюю версию движка, возможны некоторые шероховатости.

Схема Ньютона (рефлектор)

Схемы объективов телескопов, окуляров и проч. аксессуаров. Их преимущества, особенности и недостатки.
Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 10667
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1

Схема Ньютона (рефлектор)

Сообщение Ernest » 30 окт 2009, 22:25

Что такое "рефлектор"?

В широком смысле слова рефлектор - это любой телескоп, объектив которого состоит только из зеркал. Это и объективы по схеме Ньютона (вогнутое параболическое главное зеркало и вспомогательное диагональное), и Кассегрена (главное - вогнутое, экранирующее меньшее по размеру - выпуклое), и Ричи-Кретьена (апланатический - свободный от комы - Кассегрен), и довольно редкого Грегори (вогнутое и главное, и экранирующее вспомогательное), и некоторые еще менее распространенные двух-, трех- и четырехзеркальные.

Однако в узком смысле это название обычно употребляют по отношению только к Ньютонам.

Какова оптическая схема Ньютона?

Классическая схема Ньютона это - вогнутое параболическое зеркало (главное зеркало - ГЗ), которое отражает лучи от бесконечно удаленного объекта в фокальную плоскость на расстоянии равном половине радиуса кривизны при вершине зеркала. Для того, чтобы вывести изображение из падающего параллельного пучка используется вспомогательное плоское зеркало повернутое на 45 градусов к оси труба, оно отражает изображение на 90 градусов. Из-за этих 45 градусов оно назвается диагональным (ДЗ). Для того, чтобы его тень на ГЗ была круглой (это выгодно по ряду соображений) форма ДЗ обычно делается эллиптической с отношением большой оси к малой равном 1.4142 (корень из двух). Размеры определяются размерами сечения светового конуса конуса в плоскости расположения ДЗ. Малая ось эллипса отражающей поверхности диагонального зеркала определяется следующим соотношением

a (мм) = 4*S*D*(S-f'+L)/(4*S2-D2),

где

D (мм) - диаметр ГЗ (апертура),
f' (мм) - фокусное расстояние ГЗ,
2y' (мм) - диаметр невиньетированного поля зрения,
L (мм) - излом оси (расстояние от оси трубы до вынесенной в бок фокальной плоскости),
S (мм) = D*f'/(D - 2y') - расстояние от ГЗ до виртуальной вершины светового конуса*, оно равно f' при нулевом размере невиньетированного поля
* световой конус - коническая поверхность "обернутая" вокруг главного зеркала и невиньетированного поля зрения

Минимальный размер малой оси диагонального зеркала (когда апертура еще не обрезается, но размер невиньетированного поля нулевой):

amin (мм) = 4*f'*D*L/(4*f'2-D2) = 4*k*L/(4*k2 - 1) = L/k + L/(4*k3 - 1) или примерно = L/k

где k - относительное фокусное расстояние телескопа (k = f'/D)

Отношение a/D - линейный коэффициент экранирования и обычно выражают в процентах. При этом геометрический центр эллипса диагоналки для сохранения симметричности виньетирования должен быть смещен с оси главного зеркала на величину так называемого "офсета":

d (мм) = 0.25*a*D/S = D2*(S-f'+L)/(4*S2-D2) = (L+S-f')/(4k'2-1) или примерно* 0.25*L/k2, мм

где k' = S/D = f'/(D - 2y')- относительная длина светового конуса.
* для случая минимального размера диагонали с нулевым размером невиньетированного поля зрения

в сторону от фокусера и к главному зеркалу. Внутренний размер трубы Ньютона должен быть больше диаметра ГЗ как минимум на величину примерно 2y', чтобы не виньетировались наклонные (полевые) световые пучки.
Newt-main.png
Newt-main.png (11.02 КБ) 6125 просмотров

А вот говорят есть какая-то "кома"?

При идеально изготовленной параболе ГЗ (что, говоря по совести, бывает только в математической модели) и идеальной юстировке центр поля зрения Ньютона полностью свободен от аберраций и разрешение ограничено только дифракцией (в том числе и от тени вторичного зеркала, которую можно особенно не принимать во внимание при коэффициенте линейного экранирования до 20%). Но Ньютон не свободен от аберраций. Чуть в сторону от оси и уже начинает проявляться кома (неизопланатизм) - аберрация связанная с неравностью увеличения разных кольцевых зон апертуры. Кома приводит к тому, что пятно рассеививания выглядит как проекция конуса - острой и самой яркой частью к центру поля зрения, тупой и округлой в сторону от центра. Размер пятна рассеивания пропорционален удалению от центра поля зрения и пропорционален квадрату диаметра апертуры. Поэтому особенно сильно проявление комы в так называемых "быстрых" (светосильных) Ньютонах на краю поля зрения. Обычно будущих владельцев Ньютона пугают малым диаметром поля зрения условно свободного от влияния комы (то есть в пределах которого кома меньше пресловутого критерия Релея). Приведем и мы эту несколько модернизированную табличку.

Диаметр поля зрения Ньютона свободного
от влияния комы


[align=center]border:1px solid #cccccc[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]k[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]d, мм[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]ф150[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]ф200[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]ф250[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]ф300[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2.86[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]0.50[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3.21[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]0.71[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3.61[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]1.00[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4.05[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]1.41[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4.55[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2.00[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5.10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2.83[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]13[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5.73[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4.00[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]16[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]12[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6.43[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5.66[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]20[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]15[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]12[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]7.22[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8.00[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]25[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]19[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]15[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]13[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8.10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]11.3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]32[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]24[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]19[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]16[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]9.09[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]16.0[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]40[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]30[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]24[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]20[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]22.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]51[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]38[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]30[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]25[/td][/tr]
[/align]

где
k - относительное фокусное расстояние параболического зеркала телескопа,
d - диаметр поля зрения свободного от комы в мм (d = k3/45),
ф150 ф200 ф250 ф300 - колонки в который указаны угловые поля зрения условно свободные от комы, в угловых минутах соотвественно диаметру главного зеркала фХХХ в мм.

Возможно, покажутся полезными следующие формулы расчета величины комы в волновой мере на границе поля зрения диаметром d (мм):
WPV = 19*d/k3 - размах деформации волнового фронта возмущенного комой в длинах волн 0.55 мкм,
WRMS = 3.4*d/k3 - средне-квадратическая деформация волнового фронта


В хорошо отъюстированных Ньютонах умеренной светосилы кома не мешает наблюдениям. Она практически не заметна в окуляр с ординарным полем зрения (Плёсл, Кельнер и т.п.) - собственные аберрации окуляров многократно превосходят эффект от комы параболического зеркала. Действительно заметна кома только при использовании в качественных сверхширокоугольных окуляров в светосильных Ньютонах (1:4.5 и более "быстрых"), да и то на фоне астигматизма и проч. остаточных аберраций окуляра. Но тут на помощь может прийти специальная предфокальная оптика (узел устанавливается перед окуляром) - корректор комы.

Если положить, что глаз наблюдателя не заметит комы, если ее угловой размер не превышает 6 угловых минут (на фоне типичных полевых аберраций в 10 и более угловых минут это по-божески), то нетрудно оценить поле зрения 2w' окуляра свободного (в этом смысле) от комы при наблюдениях в телескоп с классической схемой Ньютона как квадрат относительного отверстия:

2w' = k2

Угловой размер выходного поля зрения Ньютона свободного от влияния комы

[tr=][td=]k[/td][td=]Поле, градусы[/td][td=]Комментарий[/td][/tr]
[tr=][td=]1:4[/td][td=]16[/td][td=]Очень мало - без кома-корректора не обойтись![/td][/tr]
[tr=][td=]1:4.5[/td][td=]20[/td][td=]Все еще маловато будет! Кома-корректор весьма желателен[/td][/tr]
[tr=][td=]1:5[/td][td=]25[/td][td=]Примерно только половина поля зрения Плёссла свободна от комы. Кома корректор улучшит качество изображения по большей части поля зрения, если, конечно, владелец телескопа предполагает использовать наиболее совершенные их окуляров.[/td][/tr]
[tr=][td=]1:6[/td][td=]36[/td][td=]Ортоскопики практически свободны от комы в Ньютонах 1:6, но для более широкоугольных hi-end окуляров кома-корректор может немного улучшить поле зрения[/td][/tr]
[tr=][td=]1:7[/td][td=]49[/td][td=]Плёсслы свободны от комы в Ньютонах 1:7, кома-корректор может чуть подправить самые края поля зрения лучших их сверхширокоугольных окуляров[/td][/tr]
[tr=][td=]1:8[/td][td=]64[/td][td=]WA окуляры свободны от комы в Ньютонах 1:8, использование кома корректора сомнительное удовольствие[/td][/tr]
[tr=][td=]1:9[/td][td=]81[/td][td=]Даже Наглеры имеют поле зрения полностью свободное от комы в Ньютонах 1:9, кома корректор точно не нужен[/td][/tr]

Значит только кома?

Ну, нет, конечно. Есть еще астигматизм, который хоть и проявляется в меньшей степени, чем у рефраторов, но так-же ухудшает край поля зрения. Если влияние комы линейно пропорционально удалению объекта от центра поля зрения, то астигматизм нарастает квадратично и именно он мог бы ухудшить качество изображения Ньютона у края полевой диафрагмы 2" окуляров (при условии если бы окуляр был идеально исправлен в части собственных полевых аберраций).

Вот табличка диаметров (мм) полей зрения Нютона условно свободного от астигматизма (по критерию Релея) в зависимости от диаметра зеркала D и относительного фокусного расстояния k = f'/D:

Диаметр поля зрения Ньютона (мм) свободного
от влияния астигматизма


border:1px solid #cccccc[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]k\D[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]114[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]127[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]152[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]203[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]254[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]305[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3.5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6.5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]7.5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]9.2[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6.8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]7.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]7.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]9.1[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]11.2[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]4.5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]9.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]12.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]13.4[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]9.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10.1[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]11.1[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]12.8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]14.3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]15.7[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]12.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]13.3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]14.5[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]16.8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]18.8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]20.6[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]7[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]15.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]16.7[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]18.3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]21.2[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]23.7[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]25.9[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]8[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]19.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]20.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]22.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]25.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]28.9[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]31.7[/td][/tr]
[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]10[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]27.1[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]28.6[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]31.3[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]36.1[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]40.4[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]44.3[/td][/tr]

А всякие там Шмидт-Ньютоны?

Существуют многочисленные вариации оптической схемы Ньютона.
  • Ньютон со сферическим (а не параболическим) главным зеркалом. Эта схема вносит сферическую аберрацию (кто бы сомневался :D ) тем большую, чем больше светосила главного зеркала. То есть пригодна только для весьма умеренных по апертуре и несветосильных инструментов. К примеру, для 150 мм диаметра сферическое зеркало с фокусом 1500 мм почти идеально (с точностью до 1/4 длины волны) замещает параболическое. Есть формула связывающая минимальное фокусное расстояние сферического зеркала, когда оно еще не слишком уступает параболическому

    f' = 1.52*D4/3

    Из этой формулы следует такая табличка.

    Минимальные фокусные расстояния, при которых возможна
    замена парабол сферическими зеркалами


    border:1px solid #cccccc[tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]D, мм[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]Fmin, мм[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]114[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]840 / 1:7.4[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]130[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]1000 /1:7.7[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]150[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]1200 / 1:8[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]200[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]1778 / 1:9[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]250[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]2394 / 1:9.5[/td][/tr]
    [tr=text-align:center;][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]300[/td][td=border:1px solid #cccccc; padding:3px]3053 / 1:10[/td][/tr]


    вообще же для, сферического зеркала диаметром D и относительным фокусным расстоянием k = f'/D сферическую аберрацию в волновой мере можно рассчитать по формулам:
    WPV = 0.888*D/k3 - полный размах
    WRMS = 0.265*D/k3 - среднеквадратическое значение
  • Ньютон с линзовым компенсатором сферической аберрации. Это довольно светосильное сферическое главное зеркало в сочетании с предфокальным линзовый компенсатором сферической аберрации располагаемый в окулярном узле. Общим признаком таких Ньютонов является фокусное расстояние много большее, чем длина трубы. Увы, качество компенсации в дешевом исполнении этой схемы невысоко, да и велика чувствительность к разъюстировкам. Телескоп обычно имеет весьма скверное качество изображения.
  • Ньютон с корректором комы. Классический параболический Ньютон с предфокальным линзовым корректором комы и некоторых других полевых аберраций (см. Пааркорр). В таком исполнении Ньютон становится весьма пригоден как для астрофотографических работ, так и для использования высококачественных широкоугольных окуляров. Чувствительность к разъюстировкам такая-же, как у обычного Ньютона.
  • Ньютон с призмой полного отражения вместо диагонального зеркала. Призма - не самая лучшая замена диагональному зеркалу (она вносит аберрации, имеет большее число источников погрешностей, более чувствительна к ошибкам изготовления, хуже в части экранирования и т.д.), но при небольшом относительном отверстии телескопа может оказаться приемлимой.
  • Шмидт-Ньютон с компенсатором в виде пластинки Шмидта. Так называемая "планоидная" (близкая к плоской) пластинка Шмидта за счет сложного (но очень небольшого) рельефа исправляет сферическую аберрацию главного сферического зеркала и закрывает передний обрез трубы, что благориятно сказывается на чистоте зеркал и уменьшении внутренних тепловых токов. Кома (неизопланатизм) примерно вдвое меньше, чем у классического Ньютона.
  • Рич (Writch) - усложнение Шмидт-Ньютона в котором главное зеркало - вогнутый эллипсоид. Отличается отличной коррекция аберраций в центре изображения (присутствует только остаточный сферохроматизм) и весьма удовлетворительная по полю, кривизна поля зрения минимальная.
  • Максутов-Ньютон главное зеркало - сферическое, на входе в трубу расположен афокальный менисковый компенсатор в (попутно он делает трубу телескопа "закрытой"). Сферическая аберрация компенсируется мениском. Кома по сравнению с классическим Ньютоном уменьшена на половину, присутствует заметная кривизна поля зрения.
  • Волосов-Ньютон или Houghton - Ньютон со сферическим главным зеркалом и компенсатором в виде двухлинзового афокального корректора (пара из положительной и отрицательной линзы примерно равной силы) на переднем обрезе трубы (закрытая труба). В этой разновидности Ньютона компенсируется сферическая аберрация главного зеркала и достигается исправление комы, полевые аберрации не велики (подобны остаточным аберрациям в схеме Рич), что позволяет достигать весьма интересных для астрофотографии светосил. Любопытна в плане минимизации издержек производства вариация схемы в которой первая и третья, вторая и четвертая поверхности компенсатора попарно равны по значению радиуса отличаясь только знаком.

В чем отличие Ньютона и Добсона?

Хм,.. они жили в разное время :) . Да и для любителя астрономии это имена назных классов объектов. Ньютон - имя оптической схемы рефлектора, а Добсон (Доб) - имя концепции визуального любительского телескопа включающего простую в изготовлении собственными силами трубу по оптической схее Ньютона на упрощенной легкой альт-азимутальной монтировке. То есть, если кто-то говорит, что у него Ньютон. Скорее всего это означает трубу по схеме Ньютона на какой-то экваториальной монтировке (может быть с возможностью астрофотографии).
Назад к оглавлению статей

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 10667
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1

Насколько велика кома Ньютона?

Сообщение Ernest » 30 дек 2016, 11:08

Насколько большой видится кома параболического зеркала Ньютона при наблюдениях?

В весьма полезном источнике http://www.telescope-optics.net/newtoni ... ations.htm" onclick="window.open(this.href);return false; я нашел довольно показательную формулу, позволяющую рассчитать угловой размер пятна комы при наблюдениях с использованием телескопа по схеме Ньютона:
dw' = 215*tg(w')/k2,
где:
dw' - размер пятна комы в угловых минутах,
w' - угол между направлением на наблюдаемый объект и центром поля зрения (как это представляется при наблюдениях в окуляр),
k - относительное фокусное расстояние телескопа (для телескопа 1:5, k = 5)

Интересно, что прямой расчет в ОПАЛ-е дает заметно большие численные коэффициенты в этой формуле:
dw's = 400*tg(w')/k2 - для сигиттального размера пятна комы,
dw'm = 640*tg(w')/k2 - для меридионального.

Например, на краю 60 градусного поля зрения при наблюдениях в 1:5 Ньютоне угловой размер пятна изображения комы по telescope-optics.net составит: 215*tg(60°/2)/25 = 5' (угловых минут), а по коэффициентам посчитанным в ОПАЛ 9'x15'. Думаю, что последняя оценка более реалистична, а размер комы по формуле из telescope-optics.net приводит к сильно заниженной оценке

Получается такая вот таблица

Значения размеров комы (угл. минуты, по ОПАЛ) в зависимости
от относительного отверстия Ньютона и полевого угла

[tr=][td=]k\w'[/td][td=]50°[/td][td=]45°[/td][td=]40°[/td][td=]35°[/td][td=]30°[/td][td=]25°[/td][td=]20°[/td][td=]15°[/td][td=]10°[/td][td=]5°[/td][/tr]
[tr=][td=]1:4[/td][td=]30x48[/td][td=]25x40[/td][td=]21x34[/td][td=]18x28[/td][td=]14x23[/td][td=]12x19[/td][td=]9x15[/td][td=]7x11[/td][td=]4.4x7.1[/td][td=]2.2x3.5[/td][/tr]
[tr=][td=]1:4.5[/td][td=]24x38[/td][td=]20x32[/td][td=]17x27[/td][td=]14x22[/td][td=]11x18[/td][td=]9x15[/td][td=]7x12[/td][td=]5x9[/td][td=]3.5x5.6[/td][td=]1.7x2.8[/td][/tr]
[tr=][td=]1:5[/td][td=]19x31[/td][td=]16x26[/td][td=]13x22[/td][td=]11x18[/td][td=]9x15[/td][td=]7x12[/td][td=]6x9[/td][td=]4x7[/td][td=]2.8x4.5[/td][td=]1.4x2.2[/td][/tr]
[tr=][td=]1:6[/td][td=]13x21[/td][td=]11x18[/td][td=]9x15[/td][td=]8x12[/td][td=]6x10[/td][td=]5x8[/td][td=]4x6.5[/td][td=]3x5[/td][td=]2x3[/td][td=]1x1.6[/td][/tr]

Как использовать эту таблицу?


Например, для решения нужен или нет вам корректор комы.

Скажем, у вас имеется окуляр 30 мм SuperVue от GSO, используемый в качестве обзорного с 1:5 Добсоном (тот же Ньютон, только на упрощенной "подставке"). Вам не нравится качество изображения вне центральной части поля зрения. Может это пресловутая кома параболического зеркала и корректор комы поможет?

Из обзора окуляра вы можете видеть, что на краю поля зрения его собственные аберрации составляют один градус (60 угловых минут), а на 70% зоне 32 угловых минуты. Все поле зрения окуляра 72 градуса (из того-же обзора), то есть край поля мы видим под углом 72/2 = 36 градусов, а 70% зону под углом 36*0.7 = 25 градусов. Смотрим, в табличке размер аберрационных пятен комы в строке 1:5. Для 35 градусов (ближе всего к 36) кома будет иметь размер 11x18 угл. минут, а для полевого угла 25 градусов - 8x12 угловых минут. Сравнивая 11'x18' с 60', а 8'x12' с 32', видим, что хотя вклады обоих источников аберраций и одного порядка, собственные аберрации окуляра много превышают то, что вносит кома зеркала.

Таким образом, использование корректора комы поможет этому окуляру совсем немного - уберет меньшую часть того, что получается как смешение собственных аберраций окуляра и комы главного зеркала. Сначала следует подумать о покупке окуляра с лучшим качеством коррекции собственных полевых аберраций, а уже потом о приобретении корректора комы.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 10667
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1

"Офсет"

Сообщение Ernest » 05 дек 2017, 10:08

Почему в Ньютоне тень диагонального зеркала смещена относительно центра главного?

Вложения
tmp.png

Ответить