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

Почему в телескоп туманности видны лучше?

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

Модератор: Ernest

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 10 апр 2017, 23:06

KOSMOSOVED писал(а):Как то так:
Ах, это... Это не ответ. Это рассуждения, частью верные, частью - нет.
В той ветке грамотно, хотя и весьма лаконично ответ очертил Юдин.

Leonid.46
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 02 май 2016, 17:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Leonid.46 » 11 апр 2017, 03:28

Эрнест,прочитал ответ Алексея Юдина."Шум приёмника снижает ЧКХ оптико-информационного тракта по сравнению с голой ЧКХ оптики с учётом одного лишь фотонного шума".Понял эту фразу так-Телескоп в силу погрешностей снижает ЧКХ падающей на него оптической волны по сравнению с идеальной (правильно ли я понял слово"голой"?)ЧКХ оптики с учётом одного лишь изображения туманности.Почитал Сикорука-"При наблюдении в крупный телескоп возрастают видимые размера объекта,и глаз начинает различать детали,которые он не видел при меньших увлечениях","Разрешающая сила максимальна при некоторой оптимальной яркости объекта".То бишь телескоп снижает яркость фона относительно туманности при том увеличении,на котором она наиболее заметна? В принципе,об этом говорилось в начале обсуждения.Неясно другое-телескоп снижает ЧКХ падающей волны,одновременно "гася" и фон,и туманность.Или он снижает ЧКХ только на определённой частоте?

LILO
Сообщения: 53
Зарегистрирован: 23 авг 2016, 05:39

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение LILO » 11 апр 2017, 03:47

KOSMOSOVED писал(а):
Ernest писал(а):Вы бы хоть пересказали его или дали бы прямую ссылку
Как то так:
Картинка, это хорошо.
Но ссылку бы? Хочется почитать обсждение на astronomy.ru

P.S.
Нашел
http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... 758.0.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 11 апр 2017, 08:40

Leonid.46 писал(а):Эрнест,прочитал ответ Алексея Юдина."Шум приёмника снижает ЧКХ оптико-информационного тракта по сравнению с голой ЧКХ оптики с учётом одного лишь фотонного шума".Понял эту фразу так-Телескоп в силу погрешностей снижает ЧКХ падающей на него оптической волны по сравнению с идеальной (правильно ли я понял слово"голой"?)ЧКХ оптики с учётом одного лишь изображения туманности.Почитал Сикорука-"При наблюдении в крупный телескоп возрастают видимые размера объекта,и глаз начинает различать детали,которые он не видел при меньших увлечениях","Разрешающая сила максимальна при некоторой оптимальной яркости объекта".То бишь телескоп снижает яркость фона относительно туманности при том увеличении,на котором она наиболее заметна? В принципе,об этом говорилось в начале обсуждения.Неясно другое-телескоп снижает ЧКХ падающей волны,одновременно "гася" и фон,и туманность.Или он снижает ЧКХ только на определённой частоте?
Нет, боюсь, вы его ответ не поняли. Я про это и говорил - слишком лаконично.

"Голая ЧКХ" как телескопа, так и оптики глаза почти не оказывает влияния на восприятие контраста изображения туманностей. Типичные частоты воспроизведения туманностей близки к нулю на графике ЧКХ. То есть, за вычетом светорассеивания, одинаково понижающего график ЧКХ во всем диапазоне частот, коэффициент передачи контраста на частотах типичных для туманностей будет порядка 1. Объективный контраст туманностей почти не уменьшается проходя через оптику телескопа и глаза. Роль телескопа состоит только в том, что он, сохраняя примерно ту-же яркость, формирует для наблюдателя картинку большего размера.

Очевидная разница в контрастной чувствительности зрения в отношении мелких и крупных пятен сверхнизкого контраста определяется шумами нашего фотоприемника (сетчатки глаза) и активным вмешательством мозга в процесс формирования зрительного образа. Мелкое пятно невысокого контраста зрение затирает, полагая это одной из локальных флуктуаций чувствительности сетчатки (временных или постоянных). Крупное пятно той-же освещенности (яркость на предмете определяет освещенность на фотоприемнике) зрение уже игнорировать не может, полагая, что миллион леммингов ошибаться не могут. И крупным пятнам легче прорваться через фильтр системы зрения, формируя зрительные образы. Таким образом контрастная чувствительность зрительной системы балансирует на границе ложного срабатывания из-за флуктуаций чувствительности сетчатки - случайных срабатываний отдельный фотодетекторов и, наоборот, подавления реального повышения частоты срабатывания наших световых детекторов (светочувствительных клеток сетчатки) из-за повышенной освещенности фрагмента сетчатки.

Закройтесь в темной комнате и "рассмотрите" поле зрения, которое формируется неосвещенной сетчаткой. Оно неспокойно, полно эфемерных зрительных образов спонтанной возникающих то тут то там. Зрительная система наблюдателя в телескоп вынуждена обрабатывать множество срабатываний световых детекторов по всему полю зрения, среди этих срабатываний абсолютное большинство - случайны и не имеют отношения к реальным превышениям уровня освещенности над фоном из-за туманностей, звезд и т.п. объектов. Чтобы сформировать понятный мозгу зрительный образ (звезды поверх ровного черного фона) зрительная система отфильтровывает все, что ей кажется случайным - в том числе и незначительные локальные превышения освещенности из-за мелких галактик и т.п. Вот и получается, что вместе с водой зрению зачастую приходится выплескивать и ребенка. Кроме того, зрение выравнивает светочувствительность по полю, формируя более-менее ровный тон, подавляя местные флуктуации чувствительности сетчатки. Например, зрению приходится виртуально дополнять реальность в районе "слепого пятна" сетчатки, где просто нет светочувствительных клеток и наоборот подавлять световые пятна, которые в противном случае были бы сформированы в местах более густого посева зрительных клеток.

См. в том числе статью из ЧАВО: viewtopic.php?f=15&t=1871#p28832

Ну а для того, чтобы обмануть наши зрительные фильтры и заставить их относиться более толерантно к слабым световым пятнышкам, включая их в зрительный образ, применяют множество специальных методик. Во-первых, просто внимательная усидчивость - надо подолгу рассматривать поле зрения окуляра, привыкнуть к нему и картинке расположения объектов попавших в него, чтобы постепенно раскрыть "второе дно" - более тусклые объекты второго плана, а затем и третьего - предельно слабые не бросающиеся в глаза вначале. Дать время зрительному восприятию накопить статистику. Это сродни обучению, адаптации зрения к конкретной сцене. Ну или по другому - дать большую экспозицию. Вместо 10-15 секунд, позвольте себе зависнуть над изучаемым полем зрения на 5-10 минут и предельно слабые объекты попрут из него как тараканы! Во-вторых, следует дополнить бессознательный тремор зрительной мускулатуры вполне сознательным рысканьем по полю зрения (своего рода сканированием) подставляя под изображение туманности "свежие" участки сетчатки, которые еще не подавляются нашим зрительным "процессором". В-третьих, работать большей частью периферическим (боковым) зрением так как центральная часть сетчатки относительно бедна палочковыми фоторецепторами (более чувствительными к слабому свету, чем "колбочки") и более подвержена регулированию со стороны нашего "центрального процессора". В-четвертых, расслабиться и, вспомнив свой зрительный опыт в совершенно темной комнате, заставить себя рассматривать узор световых флуктуаций сетчатки выискивая в этом "сору" интересующее вас реальное пятно тусклого объекта...

Аватара пользователя
KOSMOSOVED
Сообщения: 831
Зарегистрирован: 26 окт 2012, 20:00

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение KOSMOSOVED » 11 апр 2017, 09:15

На эту тему "Техника визуальных наблюдений" есть пара хороших статей. Позволю себе их добавить сюда:

Как обнаружить слабый объект, когда он находится в поле зрения телескопа, но продолжает оставаться невидимым.
©А. С. Лабузов. "Наблюдение галактик, туманностей и звездных скоплений" 1993г.
http://konstantin-rad.livejournal.com/11833.html" onclick="window.open(this.href);return false;

ТЕХНИКА ВИЗУАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
© В. В. Шевченко "Луна и ее наблюдение" 1983г.
http://konstantin-rad.livejournal.com/11739.html" onclick="window.open(this.href);return false;
(адресуется визуальным наблюдателям Луны и планет, но в целом думаю полезная статья всем визуальщикам)

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 11 апр 2017, 09:15

LILO писал(а):Нашел http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... 758.0.html" onclick="window.open(this.href);return false;
Да это то обсуждение, которое я и имел ввиду. Правда одно подросло в числе реплик. Мирали дал хорошую и полезную ссылку на Щеглова. К сожалению, формальный аппарат изложенный Щегловым в его книге не вполне применим к случаю зрительного восприятия, поскольку последнее имеет дело с весьма несовершенным фотоприемником и зрительный образ формируется в тесном взаимодействии сигналов от сетчатки и соответствующими отделами мозга. В то время как обработка объективных фотоприемников идет посфактум и алгоритм этой обработки более-менее детерминирован.

Несколько примечательных реплик в обсуждении на Астрофоруме:
CombaSoft писал(а):Полагаю, что не имеет смысла опускаться ниже исходной яркости объекта, т.е. нет смысла наблюдать протяженные объекты на увеличениях большем, чем равнозрачковое...
Типичное заблуждение не очень опытного наблюдателя. Практика показывает, что при наблюдениях мелких дипов (вроде галактик предельной яркости) лучше проиграть в яркости изображения и выиграть в его размерах применив увеличение с выходным зрачком 2-3 мм. То есть задействовать большее число фоторецепторов сетчатки, пусть и с меньшим уровнем отклика. Таким образом удается "убедить" свое зрение, что это не результат локальной флуктуации (артефакт) собственно зрительной системы, а результат реального повышения освещенности.
Александр Анохин писал(а):Поверхностная яркость определяется не апертурой, а выходным зрачком.
Нет поверхностной яркости, есть просто яркость и она, во-первых, определяется яркостью самого объекта наблюдения, и только, во-вторых, уменьшается телескопом согласно отношению r*(d/D)2, где D - диаметр адаптированного зрачка наблюдателя, d - диаметр выходного зрачка телескопа, r - коэффициент ослабления из-за светопотерь в инструменте.
Mirali писал(а):Просто увеличив масштаб картинки, не добавив в нее фотонов, Вы особого выигрыша для объектов предельно малой поверхностной яркости не получите.
При всем уважении к Мирали он тут ошибается. См. выше. Применяя увеличение в 2-3 раза большее, чем равнозрачковое и растянув таким образом тот-же сигнал по большей площади сетчатки мы (точнее наша зрительная система) выигрывает в достоверности (добротности) статистики, что приводит к проявлению зрительных образов от мелких объектов (субъективному росту их контраста), которые терялись при наблюдениях на равнозрачковом увеличении. Выигрыш в проницании таким образом может достигать звездной величины и даже более.

Аватара пользователя
KOSMOSOVED
Сообщения: 831
Зарегистрирован: 26 окт 2012, 20:00

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение KOSMOSOVED » 11 апр 2017, 09:46

Конвертнул сейчас еще одну статью из книги А. С. Лабузова. "Наблюдение галактик, туманностей и звездных скоплений" 1993г.
Как рассмотреть у объектов детали, предельно доступные данному телескопу.
http://konstantin-rad.livejournal.com/12438.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Leonid.46
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 02 май 2016, 17:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Leonid.46 » 11 апр 2017, 13:16

Спасибо за объяснение,Эрнест.Получается,что некоторые высказывания здесь были верными,но это было следствием,а не причиной.В силу отсутствия оптического образования я не предполагал,что изначально котраст на частотах туманностей в силу законов природы уже превышает остальной фон.Очень интересно,мне понравилось.

Аватара пользователя
olala
Сообщения: 286
Зарегистрирован: 16 май 2016, 16:47

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение olala » 11 апр 2017, 19:03

Хорошая информация.
Спасибо!
Знать и уметь - это разные вещи.
Из имеющегося предпочитаю SW доб 8, SW 804, EQ5

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 12:09

Ernest писал(а):То есть мы тут рассматриваем как бы парадокс: телескоп сам по себе контраст туманных объектов по отношению к их фону не повышает, в то время как при помощи телескопа мы отчетливо видим более контрастную картинку, чем невооруженным глазом.
Можно сказать, что телескоп повышает "энергетический контраст", т.е. вот такое соотношение:

(Wтуманности - Wфон) / (Wтуманности + Wфон)

Где Wтуманности - количество энергии от туманности, попадающее на сетчатку в единицу времени. Иными словами - улучшается интегральное соотношение сигнал/шум.
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 май 2017, 13:58, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 12:38

Тут, кстати, еще такой нюанс. При равнозрачковом увеличении величина Wфон такая же, как и без телескопа, а вот Wтуманности увеличивается пропорционально квадрату апертуры (при условии, что вся туманность видна в окуляр), что и повышает "энергетический контраст".

А вот если "влупить" увеличение побольше, то Wфон уменьшится, в то время как Wтуманности не изменится, т.е. соотношение сигнал/шум (в рассматриваемых попугаях) еще более улучшится.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 08 май 2017, 18:56

maxim.ge писал(а):Можно сказать, что телескоп повышает "энергетический контраст", т.е. вот такое соотношение:
(Wтуманности - Wфон) / (Wтуманности + Wфон)
Где Wтуманности - количество энергии от туманности, попадающее на сетчатку в единицу времени.
Что это за "энергетический контраст" и где кроме этого сообщения о нем можно узнать? Или же он введен в оборот специально для ответа на вопрос темы? Тогда стоит как-то его расписать, на примере, скажем, такой туманности как "Калифорния"

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 19:02

Ernest писал(а):Что это за "энергетический контраст"
Ну я же привел формулу для расчета.
и где кроме этого сообщения о нем можно узнать?
Нигде, это мой скромный вклад в науку :mrgreen:

PS: На самом деле, по сути, это перепев обычного соотношения сигнал/шум, цитирую: Отношение сигнал/шум (ОСШ; англ. signal-to-noise ratio, сокр. SNR) — безразмерная величина, равная отношению мощности полезного сигнала к мощности шума.

Вот эти мощности я и сопоставил.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 08 май 2017, 19:20

Если соотнести эту мощность с единицей площади (на небе или после окуляра), то в переводе в оптические термины это и будет яркость. Соотношение яркости фона и туманности телескоп не изменяет, то есть контраст (или если угодно отношение сигнал/шум) в идеальном случае не увеличивается и не уменьшается. Но как всякое оптическое устройство реальный телескоп вносит известный уровень светорассеивания и таким образом неизбежно понижает контраст. Кроме того из-за уменьшения выходного зрачка телескопа по сравнению с адаптированным зрачком наблюдателя телескоп также понижает и саму яркость... Короче, мы вернулись к исходному парадоксу.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 19:26

Ernest писал(а):Соотношение яркости фона и туманности телескоп не изменяет, то есть контраст (или если угодно отношение сигнал/шум) в идеальном случае не увеличивается и не уменьшается.
Это понятно. Тем не менее, соотношенией мощностей сигнала и шума - увеличивается. Даже если мощность привести к площади.
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 май 2017, 19:28, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 08 май 2017, 19:27

Нет

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 19:29

Да, если считать интегрально, т.е. под площадью понимать площадь всего приемника.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 08 май 2017, 19:47

То есть шум считаем в в пределах всего приемника, а сигнал от туманности только там где она есть?
Тогда этот "энергетический контраст" (в том-же телескопе и том-же изображаемом объекте) будет сильно зависеть... от размера приемника - двое меньший приемник улучшит контраст в 4 раза. :) Если это не смущает, то стоит сеть за научный труд: "Фатальное влияние размера фотоприемника на контраст изображения астрономических объектов"

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение maxim.ge » 08 май 2017, 19:57

Ernest писал(а):То есть шум считаем в в пределах всего приемника, а сигнал от туманности только там где она есть?
Нет, рассматриваем соотношение мощностей сигнала и шума по всему приемнику.
Вдвое меньший приемник улучшит контраст в 4 раза. :)
:mrgreen:

Аватара пользователя
olala
Сообщения: 286
Зарегистрирован: 16 май 2016, 16:47

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение olala » 08 май 2017, 20:22

Увеличивая апертуру повышаем общий уровень сигнала.
Соотношение сигнал/шум не меняется.
Изменение соотношение сигнал/шум происходит за счёт задействования большего количества рецепторов глаза полезным сигналом, т.е. увеличением.
При одном и том же зрачке большая апертура имеет большее увеличение, а соответственно полезный сигнал задействует большее количество рецепторов.
Эрнест вроде бы уже написал это ранее.
Знать и уметь - это разные вещи.
Из имеющегося предпочитаю SW доб 8, SW 804, EQ5

user123
Сообщения: 297
Зарегистрирован: 17 мар 2017, 10:47

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение user123 » 12 дек 2017, 10:10

.
Последний раз редактировалось user123 27 июн 2022, 04:57, всего редактировалось 1 раз.
- Почему я должен надевать дыхательную маску, здесь у вас прекрасный чистый воздух, не то что на этом Хануде?
- Именно поэтому.

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение AnDom » 12 дек 2017, 10:26

Насколько я помню, яркость объекта не зависит ни от апертуры ни от увеличения.
Александр.

user123
Сообщения: 297
Зарегистрирован: 17 мар 2017, 10:47

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение user123 » 12 дек 2017, 10:47

.
Последний раз редактировалось user123 27 июн 2022, 04:58, всего редактировалось 2 раза.
- Почему я должен надевать дыхательную маску, здесь у вас прекрасный чистый воздух, не то что на этом Хануде?
- Именно поэтому.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Ernest » 12 дек 2017, 11:29

AnDom писал(а):Насколько я помню, яркость объекта не зависит ни от апертуры ни от увеличения.
Яркость объекта?.. :?
Яркость объекта это физическая характеристика этого объекта (как размер, масса и т.д.) - она, конечно, не зависит от того кто, на каком удалении, при каком увеличении и в какой телескоп его наблюдает.
А вот яркость изображения тем меньше, чем больше увеличение.
user123 писал(а):Телескоп может повышать яркость изображения объекта - это имелось в виду.
Увы, это не так. Телескоп не может повышать яркость изображения. Он повышает сумму собранного света (пропорционально квадрату отношения апертуры телескопа к диаметру зрачка наблюдателя), но и распределяет эту сумму по большей площади (пропорционально квадрату увеличения), так что яркость изображения только уменьшается по сравнению с яркостью объекта видимого невооруженным глазом.
user123 писал(а):Яркость фона ночного неба при прозрачнейшем воздухе далеко ниже предела глаза - фон кажется чёрный
И это не так...

Аватара пользователя
Vital
Сообщения: 1359
Зарегистрирован: 13 дек 2016, 16:11

Re: Почему в телескоп туманности видны лучше?

Сообщение Vital » 12 дек 2017, 11:41

user123 писал(а):Телескоп может повышать яркость изображения объекта - это имелось в виду.
Каким образом ?
Даст Галактике, др. объекту дополнительных фотонов ...
Yukon 7x40, Fuji XS10

Ответить