Для чего нужен окуляр телескопа для того чтобы

Как выбрать окуляр для телескопа

Развитие современных технологий делает уже практически бытовой реальностью те устройства и механизмы, которые еще 20-30 лет назад применялись исключительно для профессионально-научных нужд и не рассматривались в качестве общедоступных. Яркий пример ‒ телескоп, который до сих пор ассоциируется у многих с огромными комплексами астрономических лабораторий. Между тем, домашние телескопы ‒ популярный вид техники, у которой много поклонников. Прогресс позволяет каждому человеку не только рассматривать далекие миры, не прибегая к помощи специалистов, но и по-настоящему вовлечься в процесс: например, выбрать к телескопу окуляр, подходящий для конкретного владельца.

Астрономы-любители прошлых лет использовали для увеличения в буквальном смысле все, что было можно: если не получалось достать фабричные телескопные окуляры, в ход шли теодолитовые или микроскопные, фотообъективы (например, «Смена»). Сейчас покупателей подстерегает совершенно другая проблема ‒ богатство выбора и разнообразие характеристик, в которых непосвященному любителю будет сложно разобраться без подготовки.

Телескоп, даже небольшой, ‒ не самая дешевая вещь, также, как и съемные окуляры, которые могут быть сопоставимы с ним по стоимости. Чтобы не потратить деньги зря и наслаждаться звездным небом «во всех подробностях», стоит ориентироваться в некоторых критериях.

Что представляет собой окуляр телескопа

Не стоит путать понятие окуляр с объективами телескопов: в отличие от формирующих картинку объективов окуляр увеличивает изображение, чтобы его было четко видно. В принципе, многие телескопы не предполагают наличия окуляра, используя вместо него ПЗС-матрицы. Для любительской техники наличие ПЗС-матрицы также возможно, но обойдется существенно дороже. Также можно поставить на телескоп фотографическую технику, к сожалению такой «гибрид» не сможет конкурировать с профильными устройствами.

Окуляр ‒ это системная или конструктивная часть прибора, которая обращена непосредственно к глазу и нужна, чтобы изображения, сформированные объективом, можно было рассмотреть в подробностях. Он может поставляться в штатном комплекте вместе с телескопом, или для улучшения видимости купить окуляр можно отдельно.

От выбора окуляра зависят разные параметры:

Наиболее старые окуляры, изобретенные в середине XVII века, собирались из двух линз: первая ‒ коллектив, или линза поля, а вторая ‒ глазная. Они и сейчас производятся для комплектации демократичных телескопов начального уровня: окуляры Гюйгенса маркируют буквой Н, а Рамсдена, появившиеся в конце XVIII века, ‒ R (Ramsden).

Все эти окуляры имеют заметный недостаток – хроматическую аберрацию (цветная кайма вокруг изображения или его размытость). Эту проблему можно решить, установив в окуляр несколько линз (четыре-пять), собирающих свет в разных волновых длинах в один фокус.

Среди многообразия типов окуляров ‒ для дальнозоркости/близорукости, фотографирования, с наглазниками и т.п. К основным отличиям следует относить оптические схемы.

Кроме двухлинзовых окуляров производители выпускают:

Основные характеристики, которые нужно учесть при покупке окуляра

Выбор окуляра ‒ процесс, требующий четкого представления о том, что это такое, и какие конструктивные параметры нужны для выполнения поставленных перед ним задач. Основные из них:

Увеличение, которое дает телескоп, определяется так: его фокусное расстояние нужно разделить на фокусное расстояние окуляра. Таким образом, если знать, какое увеличение требуется, легко определить соответствующий окулярный параметр расстояния. Приборы по этой характеристике подразделяются на коротко-, средне- и длиннофокусные. Сейчас выпускают также зум-окуляры с переменными параметрами. С ними можно наблюдать и космические дали, и ближние объекты.

К окулярам есть множество дополнительных элементов: отрицательные линзы Барлоу, повышающие увеличение в 2-3 раза, кольца для изменения фокусного расстояния, приборы для астрофотографирования и так далее.

Разнообразие моделей и производителей может заставить растеряться даже искушенного профессионала, поэтому при выборе окуляров не стоит спешить, чтобы не испортить себе удовольствие от созерцания величественной и изумляющей Вселенной.

Источник

Айтишник на отдыхе: прибамбасы к телескопу

Итак, вы заинтересовались астрономией, приобрели телескоп и задумались о различном обвесе для улучшения качества и удобства наблюдений. Вопросам дооснащения и посвящен этот пост — окуляры, светофильтры, прочие прибамбасы.

Небольшое предупреждение

В тусовке любителей астрономии тема окуляров и прочего обвеса весьма холиварная. Здесь я излагаю свой опыт двух лет ленивого увлечения любительской визуальной астрономией. В случае, если вы категорически не согласны с написанным далее, или же вам рассказывают противоположное мнение, прошу отнестись со спокойствием и пониманием.

Окуляры

Немного теории

Окуляры, как и телескопы, долго развивались от примитивных устройств с обилием искажений на заре телескопостроения до продвинутых сложных оптических систем с антибликовыми покрытиями и компьютерным моделированием при разработке. Рассматривать оптические схемы окуляров особого смысла нет, потому что оптических схем сейчас много, они сложные, свои у разных фирм, и, фактически, наиболее важными становятся свойства окуляров:

Фокусное расстояние. Оно определяет итоговое увеличение телескопа с установленным окуляром. Для расчета увеличения нужно разделить фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Например, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и установленным окуляром 24 мм даст увеличение 900/24=37,5х. Распространены окуляры от 4 до 30 мм, окуляры 2-3 мм или больше 30 мм являются более редкими. Окуляры с экстремальными значениями фокусного являются более дорогими, сложными и имеют свои недостатки.
Поле зрения. Этот параметр определяет, насколько большим будет видимый участок в окуляре и как в нем будет выглядеть объект. Обычно поле зрения находится в диапазоне 40-60 градусов. Чем больше поле зрения, тем лучше.
Вынос зрачка. Этот параметр означает, насколько близко нужно подносить глаз к окуляру. Если вы вынуждены использовать очки, то вам потребуется окуляр с выносом зрачка 12-20 мм. Окуляры с очень маленьким выносом зрачка будут не очень комфортными и для людей без очков.
Посадочный диаметр. Существует два стандарта посадочного места окуляров — 1,25″ и 2″. Фокусёры на 2″ лучше и обычно ставятся на более дорогие телескопы. Некоторые окуляры оснащаются переходниками на оба диаметра.
Вес. Чем тяжелее окуляр, тем больше нагрузка на монтировку и её привод. Самые тяжелые окуляры весят в районе полкило.

Кроме окуляров с фиксированным фокусным расстоянием есть т.н. zoom-окуляры с переменным фокусным расстоянием. Доступные фокусные расстояния обычно лежат в области 7-24 мм, обычное поле зрения 40-60 градусов. Но есть и необычные представители, например, зум 2-4 мм.

Количество рабочих фокусных расстояний имеющихся окуляров можно увеличить в два раза используя т.н. линзу Барлоу. Это рассеивающая линза, которая ставится перед окуляром, уменьшая его фокусное расстояние обычно в два раза (есть линзы 3х и другие).

Как объект будет выглядеть в окуляр

Самый простой способ посмотреть, как объект будет виден в окуляр с интересующими параметрами — это плагин «Окуляры» к Stellarium. Плагин идёт в комплекте и включается в параметрах:

Рассмотрим как влияет поле зрения окуляра на видимость объекта на примере Плеяд на небольшом увеличении: телескоп 900 мм фокусного расстояния, окуляры все 20 мм, поле зрения меняется с шагом 20 градусов — 40,60,80,100 градусов. Не забудьте, что Стеллариум многие объекты рисует красивее, чем они выглядят в телескоп визуально, таких шикарных туманностей в реальности вы не увидите.

Рассмотрим, как влияет фокусное расстояние окуляра на видимость объекта на примере Плеяд. Телескоп с фокусным расстоянием 900 мм, окуляры все с полем зрения 60 градусов, фокусное расстояние меняется с шагом 5 мм — 30,25,20,15,10,5 мм.

Если вы захотели приобрести окуляр, крайне желательно подставить его характеристики в этот плагин и пройтись по интересующим объектам.

Планирование окулярного хозяйства

Производители обычно комплектуют телескопы одним-двумя окулярами и иногда линзой Барлоу. Если вы взяли телескоп в «щедрой» комплектации с двумя окулярами и линзой Барлоу, у вас есть четыре доступных увеличения, с которыми вполне можно прожить первые месяцы, неспешно выбирая дополнительный обвес. Возможные увеличения для телескопа можно условно разделить на:
Маленькое. Это 20-50х. На таком увеличении хорошо смотреть Луну целиком, большие объекты типа тех же Плеяд, а также объекты для которых требуется максимальные яркость и контрастность. Дело в том, что при повышении увеличения у телескопа падают яркость и контрастность, и для слабых объектов типа туманностей бОльшая яркость может оказаться важнее размера.
Среднее. 50-120х. На таком увеличении можно вглядываться в кратеры Луны и смотреть на планеты.
Большое. Это то, что больше 120х. Обычно такие увеличения приближаются к пределу для любительских телескопов, поэтому качество изображения постепенно деградирует, плюс, повышается зависимость от атмосферы. На Луне виды мелкие детали, но лично мне не нравится понижение яркости и контрастности, и я это использую редко. На таком увеличении можно пытаться найти баланс между увеличением и качеством изображения для планет, а также стремиться разглядеть близкие двойные звезды.

Мой опыт

Мое окулярное хозяйство, как и хозяйство прочих телескопных прибамбасов, подчиняется принципу Парето — 20% окуляров используется 80% времени. Я бы даже сказал 20% процентов используется почти 100% времени. У меня есть окуляры 25 мм (комплектный), 10 мм (комплектный), зум 8-24 мм, 4 мм, линза Барлоу (комплектная). Практически всегда используется зум 8-24 мм из-за своей универсальности. Не меняя окуляра можно плавно приблизиться к Луне или подобрать баланс между увеличением и качеством для других объектов. Возможность плавного изменения увеличения крайне удобна — можно посмотреть Луну при максимальной яркости и минимальном увеличении, затем разместить её целиком в окуляре, и, наконец, перейти на максимальное для окуляра увеличения для наблюдения кратеров. Очень удобно. При необходимости ставится линза Барлоу и я получаю диапазон 4-12 мм для планет. К сожалению, линза Барлоу заметно ухудшает качество изображения, поэтому используется не очень часто. При необходимости максимального увеличения без длинной и тяжелой связки зум+линза Барлоу используется окуляр 4 мм — по планетам или двойным звездам. Но это довольно редко, в реальности практически всегда комфортнее наблюдать в диапазоне 37-112х, который дает мне зум-окуляр.

Не окуляры

Светофильтры

Светофильтры дают повышение качества изображения за счет фильтрации излишнего светового потока или ненужных частей спектра. По конструкции фильтры делятся на солнечные, линий водорода (H-Alpha) лунные, поляризационные, цветные, дипскай, прочие.

Солнечные фильтры представляют собой металлизированную плёнку или специальное стекло с покрытием. Они ставятся на входное отверстие/объектив телескопа вместо крышки и позволяют наблюдать Солнце в окуляр аналогично ночным объектам. С помощью солнечных фильтров можно видеть солнечные пятна, факельные поля, грануляцию на Солнце.

Лунные фильтры снижают общую яркость Луны, делая комфортными её наблюдения. В полнолуние Луна настолько яркая, что это может доставлять дискомфорт при наблюдениях.
Поляризационные — это подвид лунных фильтров, позволяющие регулировать снижение яркости на ходу, например, снижая яркость от 5% до 25%.
Цветные фильтры отфильтровывают различные участки видимой области. Есть отличная статья по цветным фильтрам, таблицу из которой я привожу здесь:

Дипскай фильтры — это специальные фильтры для наблюдения туманностей. Бывают UHC (Ultra-High Contrast — сверхвысокой контрастности), O-III (спектральных линий кислорода), H-beta (линий водорода). На том же ресурсе с образовательными материалами по астрономии есть таблица тестов фильтров (приведена частично):

Прочие фильтры — это фильтры для снижения хроматизма у ахроматов (Fringe killer), фильтры для снижения городской засветки, повышения контраста и т.п.

Мой опыт использования светофильтров

У меня есть два цветных светофильтра — #21 оранжевый и #82А голубой и UHC фильтр. Серьезного улучшения качества не заметил, на мой взгляд, снижение яркости оказывается сильнее улучшения изображения. Цветные фильтры использовались по Юпитеру, заметного улучшения нет. UHC использовался по М57 и Большой туманности Ориона — потеря яркости перевешивала любую пользу от фильтра. Но мои наблюдения были балконными, в хороших загородных условиях фильтры я не тестировал, может быть там будет лучше. Цветные фильтры стоило проверить по Марсу, уж очень он был однотонный в этом году, но, увы, забыл.

Совсем не окуляры

Привод монтировки

На экваториальные монтировки EQ1 и EQ2 от Sky-Watcher можно докупить привод монтировки — небольшой моторчик, который будет поворачивать телескоп со скоростью вращения Земли. Очень удобная вещь в одиночных наблюдениях и неоценимая на астровыезде с приятелями — можно навести телескоп на объект и не сопровождать его вручную, за время прохода очереди интересующихся наводка сохранится.

Принадлежности для юстировки

Половинка киндерсюрприза — это принадлежность для юстировки. Дело в том, что она имеет посадочный диаметр 1,25″ и очень хорошо вставляется в узел фокусера. Что любопытно, юстировка пережила уже два астровыезда, наверное, небольшие Ньютоны её лучше сохраняют.

Сумка

Если планируется выезжать с телескопом за пределы балкона, сумка окажется весьма кстати. У меня самодельная, спасибо жене. В принципе ничего сложного, ткань, поролон и что-нибудь твердое типа линолеума.

Фонарик

Очень полезно задуматься заранее и сделать астрофонарик из копеечного китайского налобного фонаря, добавив перед стеклом красный пластик от папки или чего-то подобного. У таких фонариков часто снимается переднее стекло и это не составит труда.

Наглазник

Зажмуривать глаз, смотря в окуляр другим не очень удобно. Со временем привыкаешь и отфильтровываешь изображение со второго глаза мозгом, но на первое время можно облегчить себе жизнь наглазником — от простой повязки до специального рукодельного оборудования, опять же спасибо жене.

Источник

Окуляры для телескопов и приспособления для них

Виды и особенности окуляров для телескопов

Окуляры телескопов предназначены для увеличения первичного изображения, которое строится объективом в фокальной плоскости. В разных условиях наблюдений, в зависимости от светосилы и размеров поля зрения телескопа рекомендуется применять окуляры различных конструкций.

Для короткофокусных свето­сильных телескопов-рефлекторов системы Ньютона, создающих большие абер­рации, нужны более сложные окуляры, которые могли бы уменьшить искажения изображений. Требования к окулярам для телескопов-рефракторов, рефлекторов системы Кассегрена и катадиоптрических телескопов менее строги.

Различные виды окуляров для телескопов. Да, выбор здесь не меньше, чем у фотографов!

В телескопах с широким полем зрения часто используют окуляры Эрфле и Кёнига. При малых увеличениях (в телескопах различных типов) можно довольствоваться менее сложными (и пото­му более дешевыми) окуляром Рамсдена и его разновидностью — хро­матическим окуляром Рамсдена, который нередко путают с несколько иным по конструкции окуляром Кельнера.

Окуляры более сложной конструкции, например ортоскопический окуляр и окуляр Плёсла, создают качественное изображение в телескопах, фокусные расстояния которых меняются в широких пределах; эти окуляры также более удобны для тех, кто носит очки. Как обычно, для уменьшения потерь света и достижения максимальной контрастности линзы окуляра следует покрывать просветляющей пленкой.

Увеличение телескопов и окуляров

Основная характеристика окуляра — фокусное расстояние. Поделив фо­кусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра, можно определить увеличение телескопа. Например, если фокусное расстоя­ние окуляра равно 25 мм, а объектива — 1 м, то увеличение телеско­па — 40 раз.

Нередко значения фокусных расстояний окуляров (и телескопов), указанные на их корпусах, слегка отличаются от реальных, поэтому увеличение телескопа лучше измерять самим.

Для этого направьте телескоп на равномерно освещенную поверхность, например на небо, и возможно точнее определите диаметр d светящегося изображения выходного зрачка. Чтобы получить увеличение, поделите диаметр линзы объектива (или первичного зеркала телескопа) на диаметр выходного зрачка. Этот сравнительно простой метод позволяет до­вольно точно определить увеличение телескопа.

Нетрудно вычислить и поле зрения телескопа. Приближенно оно равно 30°, деленным на увеличение окуляра, но это значение несколько варьируется в зависимости от типа окуляра. На практике диаметр поля зрения телескопа можно определить по времени, в течение которого изображение звезды пересекает поле зрения неподвижного телескопа. Это время, выраженное в угловых единицах, указывает размер поля зрения телескопа.

Звездное скопление Плеяды в телескоп. Правда в любительский телескоп картина будет несколько более… простая

Для таких измерений следует выбирать звезду, находящуюся возможно ближе к небесному экватору. При использовании биноклей и иска­телей с широким полем зрения эта процедура занимает немного времени, к тому же при работе с такими приборами редко возникает необходимость в точном знании размера их поля зрения.

Для его оценки рекомендуется одновременное наблюдение двух звезд, угловое расстояние между которыми известно. Это могут быть две звезды, расположенные на экваторе, две звезды с одинаковыми прямыми восхождениями и разными склонениями либо скопления звезд, в которых хорошо известны положения ярких звезд — идеальным в этом отношении является скопление Плеяды.

Целесообразно записать значения увеличений и размеров поля зрения вашего телескопа при использовании различных окуляров; эти записи особенно пригодятся, когда вы попытаетесь обнаружить сла­бые небесные объекты. Не менее полезны также зарисовки в масштабе поля зрения бинокля или искателя; эти рисунки делают на кальке или прозрачной пленке, которые затем можно прикладывать к построен­ным вами звездным картам.

Выбор увеличения телескопа

Минимальное полезное увеличение бинокля или телескопа достигается, когда вы­ходной зрачок равен по размеру расширенному зрачку глаза (он составляет около 8 мм). Поэтому при наблюдениях в телескоп с объективом диаметром 150 мм минимальное необходимое увеличение должно равняться 150:8 = 18,75.

На практике допустимо большое увеличение, за исключением очень специфических наблюде­ний, например поиска комет и новых звезд.

Выбор того или иного окуляра зависит от требований к величине поля зрения. Начинающие астрономы-любители стремятся проводить наблюдения при максимально возможном увеличении, но, как пока­зывает опыт, это редко способствует улучшению разрешения: далеко не всегда большее увеличение позволяет увидеть больше деталей.

Комета наблюдаемая в телескоп – тот случай, когда максимальное увеличение скорее смажет картинку

К тому же изображения протяженных объектов, подобных планетам или туманностям, при больших увеличениях становятся более слабыми, поскольку одно и то же количество света распределяется по большей поверхности.

Как утверждает теория, изображение звезды в хороший телескоп представляет собой точку независимо от увеличения, однако на практике это не всегда так. При некоторых видах наблюдений желательно возможно большее увеличение: так, при наблюдениях переменных звезд большое увеличение ослабляет яркость мешающего фона неба и расширяет плотные звездные поля.

Довольно точную оценку нормального увеличения телескопа дает диаметр объектива, выраженный в миллиметрах; предельно допу­стимое увеличение вдвое больше этой величины. Временами, когда условия видимости исключительно благоприятны, можно работать и с несколько большим увеличением.

Для рефлектора с D = 150 мм и f/6 и рефрактора с D = 75 мм и f/12 (при фокусном расстоянии обоих 900 мм) целесообразно использовать окуляры с фокусными расстоя­ниями 25 (или 24), 18 12 и 6 мм, которые обеспечивают увеличение соответственно в 36, 50, 75 и 150 раз. В зависимости от типа эти телескопы должны иметь поле зрения около 50′, 36′, 24′ и 12′ соответственно.

Приспособления к окуляру телескопа

Рассеивающая линза Барлоу увеличивает фокусное расстояние объек­тива, что позволяет вынести фокус телескопа на расстояние, удобное для установки фотокамеры, кроме того, эта линза позволяет рас­ширить диапазон применений некоторых окуляров.

Однако ее при­менение не повышает максимально допустимого (для данного теле­скопа) увеличения. К тому же, несмотря на использование просвет­ляющих покрытий, линза Барлоу увеличивает общие потери света в телескопе. При покупке линзы убедитесь, что она действительно расширяет возможности ваших окуляров, а не просто дублирует уже имеющееся увеличение телескопа.

Фокальный уменьшитель (или, как его иногда называют, теле­компрессор) в отличие от линзы Барлоу укорачивает фокус телескопа. Его применение значительно расширилось с введением в практику астрономических наблюдений катадиоптрических телескопов.

Благо­даря этому приспособлению возрастает эффективная светосила теле­скопа (уменьшается эффективное фокальное отношение), что сущест­венно ускоряет фотографические наблюдения.

Зенитный окуляр – очень удобная штука, позволяющая наблюдать за звездами сохраняя удобное положение головы

При наблюдениях высоко расположенных небесных тел иногда бывает неудобно подобраться к окуляру таких телескопов, как реф­ракторы и рефлекторы системы Шмидта-Кассегрена. В этих случаях целесообразно использовать прямоугольную призму (окуляр, снабжен­ный такой призмой, называется зенитным окуляром), изменяющую направление светового пучка на 90°, правда, при этом изображение переворачивается, что очень неудобно при наблюдении и вызывает различные трудности, в частности при зарисовках.

От этого недостатка избавлена пятиугольная призма, хотя ее применение еще более увеличивает световые потери. Существует много других приспособлений, расши­ряющих возможности телескопов, но не все из них можно рекомендовать для использования при наблюдениях, поскольку в отличие от окуляра или прямоугольной призмы их следует располагать ближе к объективу.

Источник: компиляция из различных источников, в то числе по книге “Азбука звёздного неба”, Сторм Данлоп, Москва, «Мир», 1990

Источник