Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что 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

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Вопросы обо всем.

Обсуждения всех аспектов любительских астрономических наблюдений: статей из ЧАВО и обзоров, инструментов и аксессуаров, астрономических объектов и событий, погоды и явлений...

Модератор: Ernest

oll
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 28 июн 2020, 20:03

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение oll » 28 июн 2020, 22:07

Доброго времени, Эрнест и участники форума!
У меня вопрос по эквивалентному (суммарному) фокусному расстоянию двух линз.
Как известно, это расстояние высчитывается по формуле: f = (f1 • f2) / (f1 + f2 – d), где f – эквивалентное фокусное расстояние системы пары линз, обладающих фокусными расстояниям f1 и f2, d – расстояние между этими линзами.
Пусть у нас имеются две собирающие линзы: объектив и окуляр. Если задний фокус объектива совпадает с передним фокусным расстоянием окуляра, то мы получаем афокальную систему, когда эквивалентный фокус получается «равным бесконечности». В этом случае данная формула работает.
Если теперь немного придвинуть окуляр к создаваемому объективом изображению удаленного предмета, то расстояние между линзами будет меньше суммы их фокусных расстояний, и по формуле следует, что такая система будет обладать некоторым положительным эквивалентным фокусным расстоянием, т.е. должна создавать действительное изображение далекого объекта. Однако, если при таком положении линз сделать чертеж хода лучей, то получается, что из окуляра от каждой точки изображения будет выходить расходящийся пучок лучей, не создающих, таким образом, действительного изображения.
Аналогично, если немного отодвинуть окуляр от его первоначального положения в другую сторону («от объектива»), то по построению лучей он создаст за собой действительное изображение объекта (данный прием используется, например, при наблюдении Солнца при помощи т.н. солнечной проекции на специальный экран). Согласно же формулы, эквивалентное фокусное расстояние получается отрицательным, т.е. выходит, что система не создаст действительного изображения (вопреки построению).
Буду очень благодарен, если кратко растолкуете этот парадокс.
Заранее спасибо!

Билонг
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 13 фев 2020, 12:42

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Билонг » 29 июн 2020, 06:09

Добрый день, форумчане!
Вчера впервой полюбовался Луной в доб 10" - до этого то доба не было, то Луны, то неба. Конечно, круче, чем в мак 4", но... ожидал большего. При этом, была изрядная турбулентность, даже на 180х и с оранжевым фильтром трясло (кстати, спокойнее было с фиолетовым 47 фильтром, только темно :) ). Некоторые знакомые мне кратеры 3-5 км то проявлялись, то исчезали, причем не "мерцали", а так - минуту видно, две не видно, и т.д.. Вопрос - турбулентность может до такой степени сказываться на разрешении, или мне на скоп грешить? (отъюстировал, вроде, в ноль, но терзают подозрения на сферичку).

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 29 июн 2020, 07:26

oll писал(а):
28 июн 2020, 22:07
У меня вопрос по эквивалентному (суммарному) фокусному расстоянию двух линз.
Как известно, это расстояние высчитывается по формуле: f = (f1 • f2) / (f1 + f2 – d), где f – эквивалентное фокусное расстояние системы пары линз, обладающих фокусными расстояниям f1 и f2, d – расстояние между этими линзами.
Пусть у нас имеются две собирающие линзы: объектив и окуляр. Если задний фокус объектива совпадает с передним фокусным расстоянием окуляра, то мы получаем афокальную систему, когда эквивалентный фокус получается «равным бесконечности». В этом случае данная формула работает.
Если теперь немного придвинуть окуляр к создаваемому объективом изображению удаленного предмета, то расстояние между линзами будет меньше суммы их фокусных расстояний, и по формуле следует, что такая система будет обладать некоторым положительным эквивалентным фокусным расстоянием, т.е. должна создавать действительное изображение далекого объекта. Однако, если при таком положении линз сделать чертеж хода лучей, то получается, что из окуляра от каждой точки изображения будет выходить расходящийся пучок лучей, не создающих, таким образом, действительного изображения.
Аналогично, если немного отодвинуть окуляр от его первоначального положения в другую сторону («от объектива»), то по построению лучей он создаст за собой действительное изображение объекта (данный прием используется, например, при наблюдении Солнца при помощи т.н. солнечной проекции на специальный экран). Согласно же формулы, эквивалентное фокусное расстояние получается отрицательным, т.е. выходит, что система не создаст действительного изображения (вопреки построению).
Буду очень благодарен, если кратко растолкуете этот парадокс.
Мне кажется, что проблема не в формуле, а в вашем определение положительного фокусного расстояния, которое состоит в том, что положительная оптика должна создавать действительное расстояние. Это не определение, а следствие верное только для тонкой линзы. Знак фокусного расстояния говорит только о том, каково оборачивающее действие оптики. Если ориентация конечного изображения такая-же как у предмета - имеем отрицательную оптическую систему. Если ориентация противоположная (повернута на 180 градусов), то имеем положительную оптическую систему. Можете проверить это определение применительно к вашему примеру.
Положение промежуточного фокуса (после оптики - положительный вынос, внутри оптики - отрицательный вынос) для сложной оптической системы не имеет значения в смысле знака фокусного расстояния.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 29 июн 2020, 07:47

Билонг писал(а):
29 июн 2020, 06:09
Вопрос - турбулентность может до такой степени сказываться на разрешении, или мне на скоп грешить?
Апертура телескопа - весьма чувствительный фактор в части влияния атмосферных возмущений на качество изображения. Бывает так 4" рефрактор выдает почти идеальное изображение, а рядом стоящий 10" показывает какую-то размазню.

При этом надо иметь ввиду, что часто наибольший вклад в искажения изображения и потерю разрешения часто вносят неоднородности атмосферы внутри трубы, и даже в относительно тонком слое примыкающем к главному зеркалу. Истинные атмосферные возмущения - быстрые (десятки герц), их переменность при наблюдениях звезды едва замечается глазом. А медленные возмущения (герцы и менее), это как правило следствие конвекции внутри трубы. Для борьбы с ней требуется то, что называется "температурной стабилизацией" телескопа. Пассивная (время выдержки перед наблюдениями) и активная (вентиляция внутреннего объема, обдув главного зеркала).

Билонг
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 13 фев 2020, 12:42

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Билонг » 30 июн 2020, 06:02

Эрнест, добрый день.
По поводу обдува - сзади на обойме зеркала даже дырочки есть с резьбой, явно под вентилятор, но вот меня терзают сомнения - обдув со спины, еще и по центру нагнетание, тогда как выход воздуха по краям. Съем тепла гарантирован, но равномерность??? А ведь она-то и важна. Не зря же в некоторых термических технологиях медленное, без обдува остывание так критично.
И почему рефракторы без обдува обходятся - ведь мало того, что тоже стеклянные, так у них еще закрытый объем (вообще только 1 пов-ть из 4х у дублета открыта) и стекло заточено на оптические свойства, тогда как у рефлектора пирекс - он и в Китае пирекс?

Аватара пользователя
Denk36
Сообщения: 2828
Зарегистрирован: 31 май 2012, 08:22

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Denk36 » 30 июн 2020, 06:34

Надо делать не обдув а выдув, плюс ещё один вентилятор повесить над ГЗ в тени ДЗ, тогда и равномерность будет и сдув приграничного слоя. Можно сбоку трубу засверлить и поставить боковой вентилятор, но и сзади тоже нужен, опять же на выдув. Закрытые системы тоже сверлят, ШК, МАКи, и ставят вентиляторы или продувают их перед наблюдениями специальными приспособлениями, типа трубка с вентилятором вставляется через окулярный узел, рефракторы нет, крупноапертурных на руках у любителей практически нет, а мелкие сами остывают, плюс в закрытых системах потоки воздуха не так агрессивны, если можно так выразиться, как в открытых .
Телескопы: GSO DOB 16" "БАНДУРА" (клубный)
Бинокли: БПЦ 10х50 Tento, Delta Titanium 8х42
С Уважением, Денис.

Билонг
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 13 фев 2020, 12:42

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Билонг » 30 июн 2020, 07:37

Denk36 писал(а):
30 июн 2020, 06:34
Надо делать не обдув а выдув, плюс ещё один вентилятор повесить над ГЗ в тени ДЗ, тогда и равномерность будет и сдув приграничного слоя. Можно сбоку трубу засверлить и поставить боковой вентилятор, но и сзади тоже нужен, опять же на выдув. Закрытые системы тоже сверлят, ШК, МАКи, и ставят вентиляторы или продувают их перед наблюдениями специальными приспособлениями, типа трубка с вентилятором вставляется через окулярный узел, рефракторы нет, крупноапертурных на руках у любителей практически нет, а мелкие сами остывают, плюс в закрытых системах потоки воздуха не так агрессивны, если можно так выразиться, как в открытых .
Выдув - в смысле, вентилятор, закрепленный сзади снаружи напротив ГЗ тянет "от ГЗ"? Тогда, если честно, еще непонятнее - это же не ток в проводнике, которому плюс-минус пофиг. Если нагнетать, то выходящий из вентилятора воздух хотя бы растекается радиально по ГЗ, а если всасывать от зеркала, то подсос будет в основном по периметру вентилятора, а край зеркала вообще будет где-то там. Это я по опыту экспромтов с охлаждением "неродных" радиаторов в некоторых вещах. Ну а над ГЗ в тени ДЗ - что-то уж очень сложно, подвес, проводка... ИМХО, для всего-то 10" овчинка выделки не стоит. Вот разве что перед наблюдениями в трубу подуть по оси из фена без нагрева? У ретрака она короткая, "обмыв" ГЗ должен получиться с выходом потока по периметру трубы.
Кстати, на Ньютонах (не на МАКах), тоже "продувка перед наблюдениями", или в процессе она продолжается? И все равно, неравномерность охлаждения остается - это же не радиатор, где главное снять теплоту, тут t=const во всем объеме подавай...

Аватара пользователя
Denk36
Сообщения: 2828
Зарегистрирован: 31 май 2012, 08:22

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Denk36 » 30 июн 2020, 07:47

Сзади ГЗ ставится герметичная крышка, в которую врезается вентилятор, воздух через передний срез трубы идёт в сторону ГЗ, охлаждая его и сдувая приграничный слой, как бы стягивая его. Равномерности в этом случае может не быть, поэтому ставят дополнительные вентиляторы или над ГЗ или сбоку. Если не делать герметичную крышку, то это мертвому припарка.
Кстати, на Ньютонах (не на МАКах), тоже "продувка перед наблюдениями", или в процессе она продолжается?
Если вибрация вентилятора мешать не будет, то можно не выключать. У меня 120мм стоял, не выключал никогда.
Последний раз редактировалось Denk36 30 июн 2020, 07:53, всего редактировалось 2 раза.
Телескопы: GSO DOB 16" "БАНДУРА" (клубный)
Бинокли: БПЦ 10х50 Tento, Delta Titanium 8х42
С Уважением, Денис.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 30 июн 2020, 07:51

Билонг писал(а):
30 июн 2020, 06:02
По поводу обдува - сзади на обойме зеркала даже дырочки есть с резьбой, явно под вентилятор, но вот меня терзают сомнения - обдув со спины, еще и по центру нагнетание, тогда как выход воздуха по краям. Съем тепла гарантирован, но равномерность??? А ведь она-то и важна. Не зря же в некоторых термических технологиях медленное, без обдува остывание так критично.
(1) естественное остывание начинается с краев зеркала - в середине получается бугор, по краям - подвернутый край, так что (2) принудительный обдув должен быть направлен в первую очередь на середину, (3) тепловая деформация зеркала - минимальное зло плохо остывшего зеркала, главное - теплое зеркало возбуждает конвекционные токи в окружающем воздухе внутренней части трубы - главный источник в потере разрешения, так что цель вентиляции - это разгон неравномерностей и перемешивание воздуха(!) внутри трубы и сколь угодно неравномерное но максимально эффективное охлаждение главного зеркала.
И почему рефракторы без обдува обходятся
(1) оптика рефракторов много меньше по объему и массе, (2) она лучше расположена (для естественного охлаждения) - не спрятана внутрь глубокой трубы, (3) свет проходит трубу рефрактора в одну сторону, что сразу вдвое уменьшает влияние тепловых неоднородностей воздуха и тем не менее (4) апертурные рефракторы после выноса из теплого помещения в ночь требуют час и более для того чтобы избавиться от влияния тепловых эффектов на качество изображения.
тогда как у рефлектора пирекс - он и в Китае пирекс?
у этого стекла никакой особенной магии нет, скорость остывания обычного (флоат) стекла немногим меньше. Реальный плюс к скорости остывания (примерно в полтора раза) у кварца, но у него свои минусы.
Билонг писал(а):
30 июн 2020, 07:37
Выдув - в смысле, вентилятор, закрепленный сзади снаружи напротив ГЗ тянет "от ГЗ"?
Да, есть и такие схемы. Вытяжка воздуха снизу трубы имеет цель не охлаждение главного зеркала, а обращение токов воздуха внутри трубы. Заставить пузыри теплого воздуха не подниматься медленно вверх перед лицом зеркала, а по быстрому всосаться в щель вокруг главного зеркала и вылететь через вытяжку наружу. Общий ток воздуха в трубе получается обратным естественному - сверху вниз, засасывая через передний обрез "хороший" (более однородный) наружный воздух и сокращая экспозицию "плохого" (неоднородного) перед зеркалом.

Рекомендую все-же заглядывать в ЧАВО:
viewtopic.php?f=18&t=72
viewtopic.php?f=17&t=120#p23289

Билонг
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 13 фев 2020, 12:42

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Билонг » 30 июн 2020, 08:16

Спасибо, Денис и Эрнест.
Про пирекс я и не говорю, что магия, я имел в виду, что к линзам целый комплекс требований по прозрачности, однородности, дисперсии, к-ту преломления и кошерности :) , а к зеркалу, по сути, в основном только механические требования (которые к линзам тоже, еще, пожалуй, и пожестче). Т.е. термически стабилизировать линзы должно быть еще труднее, чем зеркала, ИМХО.
В ЧАВО таки заглядываю, но эти заметки раньше как-то пропускал. Кстати, насчет подворачивания края - я и писал про подозрения на сферичку, т.е. это оно и могло быть? А то эффект, как от сферической (в частности, улучшение резкости контура, если сместить глаз так, чтобы зрачки частично резали друг друга), но медленно меняющийся во времени.
А все-таки, толк будет, если ПЕРЕД наблюдением по оси трубы на какое-то время совать бытовой вентилятор или фен без нагрева? В ретраке это несложно сделать позади ДЗ, пусть дует с прицелом в центр ГЗ с расстояния, сколько там, сантиметров 60?

oll
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 28 июн 2020, 20:03

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение oll » 30 июн 2020, 12:11

Ernest писал(а):
29 июн 2020, 07:26
Знак фокусного расстояния говорит только о том, каково оборачивающее действие оптики. Если ориентация конечного изображения такая-же как у предмета - имеем отрицательную оптическую систему. Если ориентация противоположная (повернута на 180 градусов), то имеем положительную оптическую систему. Можете проверить это определение применительно к вашему примеру.
Положение промежуточного фокуса (после оптики - положительный вынос, внутри оптики - отрицательный вынос) для сложной оптической системы не имеет значения в смысле знака фокусного расстояния.
Спасибо большое, Эрнест!!!

lx75
Сообщения: 242
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение lx75 » 05 июл 2020, 18:24

Можно ли использовать в качестве коллиматора одиночную длиннофокусную линзу с поверхностями высокой точности, если источник света монохромный? (вопрос теоретический)

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 05 июл 2020, 18:51

В качестве коллиматора в некоторых случаях можно использовать даже и очковую линзу. Уместность зависит от цели. С какой целью вы хотите использовать одиночную линзу в качестве коллиматора?

lx75
Сообщения: 242
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение lx75 » 05 июл 2020, 19:16

Я сейчас думаю о стенде для контроля любительских телескопов, в голове "перебираю" разные варианты.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 05 июл 2020, 21:00

для контроля качества коллиматор должен быть по меньшей мере дублетом (две линзы кроме хроматизма правят еще сферическую и кому) и не абы каким по качеству исполнения

выбор в общем-то невелик:
  • коллиматор (длиннофокусный ахромат) с максимально возможным качеством линз
  • схема автоколлимации (с отражением от аттестованной плоскости и автоколлимационным окуляром)
  • по искусственной или натуральной звезде
первые два варианта хороши тем, что влияние атмосферы и погодных факторов минимальны

lx75
Сообщения: 242
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение lx75 » 05 июл 2020, 21:16

Про сферическую аберрацию подозревал.
Можно ли исследовать не на оси коллиматора, а параллельно ей? Если использовать в качестве коллиматора телескоп системы Ньютона (значительно большего диаметра чем исследуемый телескоп) и избежать центрального экранирования, или получим кому и астигматизм при исследовании.

Билонг
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 13 фев 2020, 12:42

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Билонг » 06 июл 2020, 06:05

Добрый день всем!
Как бы сам себе отвечаю - но в порядке обмена опытом, почему бы нет. Это насчет охлаждения ньютона 10".
Купил перед выходными на развале автомобильный вентилятор за, ха-ха, 350 руп., 12-вольтовый. Чем ньютон-ретрак еще хорош оказался - ставлю энтот вентилятор прямо по оси короткой трубы далеко позади диагонали и всего в полуметре от ГЗ, креплю к краю большой канцелярской прищепкой за край присоски (она сама не держит на матовом, есно), цепляю через "прикуривательный" разъем к теперь уже штатному аккуму, от которого питается ГОТО, и полчаса перед наблюдениями кручу. Дует в трубу по центру, большая часть нагнетенного воздуха, облизав ГЗ, выходит вверх вдоль стенок, часть просачивается вниз вокруг ГЗ - рука позади ГЗ чувствует поддув. Страхую, намотнув провод на ручку доба, чтобы на зеркало не упало если что - хотя, он весь пластмассовенький, в т.ч. корзина вокруг винта. Перед наблюдениями, есно, снимается, но эффект ср-но с пассивным термостабом сразу виден. В общем, дешево и сердито. Но только для ретрака, ИМХО, в устье сплошной трубы так дуть толку мало будет, наверно.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13060
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение Ernest » 06 июл 2020, 07:22

lx75 писал(а):
05 июл 2020, 21:16
Про сферическую аберрацию подозревал.
Лучше не подозревать а знать: viewtopic.php?f=16&t=353
"Можно ли исследовать не на оси коллиматора, а параллельно ей?" - Да.
"Если использовать в качестве коллиматора телескоп системы Ньютона..." - ...то не будет ни каких шансов получить в качестве тестового плоский волновой фронт с приемлемыми ошибками (порядка 1/20 или хотя бы 1/10 дл. волны). Поэтому его и не было в списке опций.

lx75
Сообщения: 242
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51

Re: Вопросы обо всем.

Сообщение lx75 » 06 июл 2020, 09:23

Спасибо за подробные ответы!

Ответить