שאלה:כיצד משפיע אורך מוקד של טלסקופ על מאפייני התצפית?

מתוך אסטרופדיה
גרסה מ־08:27, 10 במאי 2010 מאת Eran (שיחה | תרומות)
(הבדל) → הגרסה הקודמת | הגרסה האחרונה (הבדל) | הגרסה הבאה ← (הבדל)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

שאלה: שאלה: כיצד משפיע אורך מוקד של טלסקופ על מאפייני התצפית?

תאריך: 26-03-2010

הגדרות

ראשית נגדיר מספר מונחים בסיסיים הקשורים לטלסקופ:

במקרים פשוטים בהם רק עצמית הטלסקופ משנה את מסלול קרני האור אזי אורך המוקד מוגדר כמרחק בין העצמית למישור המוקד. הגדרה זו איננה נכונה במקרה הכללי מאחר והיא איננה לוקחת בחשבון את השינוי באורך המוקד של הטלסקופ שנגרם כתוצאה משימוש במשטחים אופטיים נוספים (למשל מראה משנית קמורה או עדשות). במקרה הכללי אורך המוקד של הטלסקופ מוגדר כקוטר (מפתח) הטלסקופ מחולק בטנגנס הזווית המירבית (במישור המוקד) בין אוסף כל קרני האור המגיעות למישור המוקד ממקור נקודתי המצוי במרחק אין סופי. אם כן, אורך המוקד של הטלסקופ תלוי בכל הרכיבים האופטיים של הטלסקופ.

אורך המוקד קובע את סקאלת הפלטה של הטלסקופ וכן בעת שימוש בעינית הוא קובע גם את ההגדלה הזוויתית של הטלסקופ.

יחס המוקד של טלסקופ מוגדר כיחס בין אורך המוקד של טלסקופ למפתח (קוטר) הטלסקופ. בצילום נהוג לקרוא ליחס המוקד "פתיחת הצמצם" או "מהירות העדשה". מושג מהירות העדשה הינו מונח מטעה מאחר והוא מתייחס לעדשה נתונה שלה הוסיפו צמצם. הוספת הצמצם משמעותה שינוי מפתח הטלסקופ, והשארת אורך המוקד קבוע - כך שבאופן אפקטיבי משתנה יחס המוקד. מאחר ושינוי הצמצם משנה את מפתח הטלסקופ ומפתח הטלסקופ קובע כמה אור נכנס לטלסקופ אזי סך כל האור שנכנס לטלסקופ מתכונתי לאחד חלקי יחס המוקד בריבוע. בטלסקופים אסטרונומים, בד"כ, לא נהוג להוסיף צמצם לטלסקופ כך שמונח זה איננו רלוונטי והוא המקור לשגיאה הנפוצה כי יחס המוקד של טלסקופ משפיע באופן ניכר (חזקה שנייה!) על מהירות הצילום.

בנוסף נגדיר כאן את כושר ההפרדה של הטלסקופ כגרוע מבין: כושר ההפרדה מוגבל התאבכות או לראות האסטרונומית.

תשובה

מה קובע אורך המוקד של הטלסקופ?

כאמור אורך המוקד של טלסקופ קובע את קנה המידה במישור המוקד (ראו סקאלת הפלטה). כאשר מציבים עינית במישור המוקד, אורך המוקד קובע (יחד עם פרמטרים נוספים) גם את ההגדלה ואת שדה הראייה של העינית. בעת תצפית בעין לאורך המוקד גם השפעה קטנה על הבהירות הגבולית. ההשפעה על הבהירות הגבולית נובעת משיקולים של יחס אות לרעש ובהירות השמיים (ראו: זיהום אור, אור הזודיאק וזוהר האוויר) וכן מסיבות הקשורות לפיזיולוגיה של העין.

מאחר ואורך המוקד קובע את קנה המידה במישור המוקד הוא גם קובע את שדה הראייה של הטלסקופ - על כן באם נציב במישור המוקד גלאי בעל גודל קבוע אזי, שדה הראייה של הגלאי יהיה מתכונתי לאחד חלקי אורך המוקד (בלי קשר לקוטר הטלסקופ).

לקנה המידה במישור המוקד של הטלסקופ יש חשיבות מסוימת (אך לא גדולה) על פרמטרים כגון הבהירות הגבולית של הטלסקופ ויחס האות לרעש. כאשר גודל הפיקסלים בגלאי (מצלמת CCD או סרט צילום) גדול בהרבה מהרזולוציה של המערכת אזי יחס מוקד קצר יותר מוריד את הניגודיות (Contrast). הסיבה לכך היא בהירות השמיים. לעומת זאת כאשר גודל הפיקסלים קטן בהרבה מהרזולוציה, אזי יחס מוקד קצר יותר מעלה את יחס האות לרעש (קרי מגדיל את הרגישות). הנקודה החשובה היא שעבור יחסי מוקד שונים (באותו מפתח טלסקופ) ניתן לעשות שימוש בגלאים בעלי גודל פיקסלים שונה, כך שיתקבל אותו יחס אות לרעש (רגישות) באותו זמן חשיפה. קרי, בעת רכישת מצלמת CCD לעבודה עם טלסקופ מסוים יש לדאוג לכך שגודל הפיקסלים של המצלמה מתאים לטלסקופ. ניתן לקרוא על כך בהרחבה במאמר העוסק ביחס אות לרעש.

יחס המוקד של הטלסקופ

עבור שני טלסקופים במפתח זהה - יחס המוקד מתכונתי לאורך המוקד ועל כן קובע כאמור את קנה המידה במישור המוקד. על כן באם נציב במישור המוקד גלאי בעל גודל קבוע אזי, שדה הראייה של הגלאי יהיה מתכונתי לאחד חלקי יחס המוקד.

בעת תצפית בעין עם עינית, שדה הראייה נקבע ע"י גודל הקרוי שדה הראייה הנראה של העינית (באנגלית: Apparent Field of View) מחולק בהגדלה של הטלסקופ. שדה הראייה הנראה של העינית תלוי בתיכנון האופטי של העינית, בעוד ההגדלה ניתנת ע"י אורך המוקד של הטלסקופ מחולק באורך המוקד של העינית.

יחס מוקד ארוך יותר הינו פחות רגיש לאברציות, כך שלעיתים טלסקופי חובבים עם יחס מוקד ארוך יותר מספקים תמונה חדה יותר. אך הדבר תלוי כמובן באיכות האופטית של הטלסקופ ובתכנון האופטי שלו. ניתן לתכנן אופטית ולבנות טלסקופים בעלי יחס מוקד קצר מאד המספקים תמונה חדה על פני שדה ראייה רחב מאד.


ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

מחברים


ערן אופק