поле зрения окуляра формула

Всё о космосе

Поле зрения окуляров

Примерный вид Луны через телескоп с увеличением 40х и окуляром с полем зрения 40 градусов.

Есть несколько видов поля зрения.

1)поле зрения окуляра — это угловой размер изображения, видимого через окуляр (угловой размер диафрагмы).
Поле зрения обычно декларируется производителем, однако в некоторых случаях цифры могут расходиться с реальным значением. Поле зрения различных окуляров может варьироваться от 38 до 120 градусов. Наиболее распространенные окуляры — окуляры системы Плёссла — обладают полем зрения около 50 градусов. Тем не менее, не всегда заявленное поле зрения может соответствовать реальному.

2)истинное поле зрения — угловой размер участка неба, видимого через окуляр, использованный с каким-либо телескопом и при соответствующем увеличении.
Чтобы его рассчитать истинное поле зрения телескопа, необходимо поле зрения окуляра разделить на увеличение.
Например, поле зрения окуляра — 40 градусов, увеличение телескопа с этим окуляром — 40 крат. Получаем истинное поле зрения 40\40=1 градус (2 угловых диаметра Луны).

Также можно заметить, что у окуляров с переменным фокусным расстоянием (zoom-окуляры) также меняется поле зрения. Как правило, на максимальном фокусном расстоянии поле зрения минимально (около 40 градусов), а на минимальном фокусном расстоянии оно максимально (50-66 градусов). При изменении фокусного расстояния окуляра можно увидеть, как меняется поле зрения самого окуляра.

Источник

Поле зрения окуляра формула

Основными характеристиками окуляра являются: диаметр посадки, фокусное расстояние, поле зрения, вынос зрачка, просветлиение и характер чернения торцов линз, наличие резьбы для фильтров, физические размеры и вес, тип оптической системы, а также уровень качества изготовления. Рассмотрим их подробнее:

Вынос зрачка. Выходной зрачок окуляра можно легко увидеть, достаточно вставить окуляр в телескоп и можно увидеть четкое круглое светлое пятно. Наблюдать можно только в том случае, когда выходной зрачок телескопа мы совместим с входным зрачком глаза. По этому очень важна такая характеристика окуляра, как вынос выходного зрачка от передней линзы окуляра. Когда Вы рассматриваете с окуляром, имеющим малый вынос зрачка, Вам придется глазом буквально прижиматься к глазной линзе.
Используя окуляр с большим выносом зрачка, Вы можете расположить свой глаз более комфортно. Если же Вы вынуждены использовать очки во время наблюдений, например при астигматизме, или если Вам удобно пользоваться окуляром с большим выносом выходного зрачка, ищете окуляр с 20мм. выносом. Если Вы наблюдаете без очков (а близорукий человек может наблюдать без очков просто перефокусировав окуляр), 12мм. вынос выходного зрачка будет вполне комфортным. При выносе зрачка в 3-4 мм глаз практически касается линзы телескопа, и наблюдать становится крайне некомфортно, особенно на морозе.
Слишком большой вынос может быть столь же плох, как и слишком маленький. Некоторые длиннофокусные окуляры имеют слишком большой вынос, иногда 40мм. Или даже больше. Когда вынос становится более 25мм, становится очень трудно удерживать глаз по отношению к выходному зрачку. Удобные наглазники могут минимизировать эту проблему, но лучше все таки избегать окуляров с выносом зрачка более 25 мм.

Механическое качество окуляра. Механическое качество окуляров может быть очень разным. Многие японские окуляры и некоторые тайваньские модели имеют превосходное механическое качество. Дешевые окуляры, которые часто упоминают, как «китайские окуляры», изготовлены с заметно более низким качеством. Не смотря на такой имидж, многие окуляры сделанные в Китае имеют вполне достойное качество.
У не очень качественных окуляров, по сравнению с качественными, надписи отпечатаны краской, а не гравированы, на диафрагмах имеются неровности и даже заусеницы, края линз не чернятся, бывает плохое просветляющее покрытие или окуляры оказывается вообще без него, и так далее. Иногда бывает даже такая ситуация, что фиксирующее кольцо может выкрутиться вместе с юбкой и окуляр рассыпается.
Среди механических свойств можно обратить внимание на наличие проточки посадочной юбки. Некоторые окуляры имеют специальную проточку для того, что бы не зависимо от положения окуляра, если он не до конца прижат зажимным винтом, он не выпал.

Дополнительные принадлежности. Практически все окуляры снабжаются резиновым наглазником. Такой наглазник позволяет правильно расположить глаз по отношению к выходному зрачку окуляра, оградить глаз от случайного контакта с глазной линзой, защиться от паразитного света. Наиболее удобны несимметричные наглазники, учитывающие анатомию глаза. Однако они требуют достаточно точной ориентации при установке, по этому наибольшее распространение получили однородные наглазники. Немаловажно, насколько жесткая у наглазника резина. Если она мягкая, то наглазник можно легко завернуть и таким образом убрать его (например, при наблюдении в очках). С другой стороны излишне мягкий наглазник не будет обеспечивать должной фиксации глаза. Жесткие наглазники становятся еще более жесткими и даже ломкими на морозе.
К дополнительным принадлежностям можно отнести защитные крышки. В идеале их должно быть две: на юбку и на окуляр со стороны глазной линзы. К сожалению, часто присутствует только одна крышечка на юбку. Это связано с тем, что пыль и грязь лучше всего видна в районе полевой диафрагмы, которая часто располагается слишком близко к полевой линзе. Некоторые окуляры вместо крышечек снабжаются закрущивающимся тубусом.

Главными оптическими недостатками, могущими присутствовать у окуляров, являются:

2. Хроматизм увеличения. Изображения звезд в окуляре на краю поля зрения окрашиваются в различные цвета или раскладываются в небольшие спектрики. С другой стороны многие любители при покупке иногда пугаются, когда видят окрашенными в пурпурный или голубой ореол изображение полевой диафрагмы. Такое явление характерно для окуляров, содержащих отрицательный оптический элемент непосредственно за диафрагмой, и никакого отношения к качеству окуляра не имеет.

3. Мутность изображения. Иногда линзы окуляра оказываются отполированными настолько плохо, что снижение контраста становится заметным. При рассматривании Луны и планет изображение становится как бы мутноватым.

4. Поглощение света и искажение цвета. Некоторые окуляры, имея плохое просветление линз или состоящие из некачественного стекла способны заметно снижать яркость изображения или искажать цвета. Если в такой окуля посмотреть на светлую, монотонно окрашенную стенку, будет заметно, что яркость стены в окуляре ниже, а цвет у нее немного изменится.

5. Блики. При наблюдении ярких звезд и планет иногда можно наблюдать слабые вторичные изображения, называемые духами. Такое явление наблюдается в случае, когда просветление окуляров плохое или окуляр содержит большое число линз. Встречаются иногда и светлые полосы, которые порождаются плохо зачерненными или вообще незачерненными торцами линз.

6. Дисторсия окуляра. Некоторые окуляры имеют заметную дисторсию, выражающуюся в том, что изображение, будучи резким, имеет определенную деформированность, а прямые линии кажутся изогнутыми. Если днем мы посмотрим через телескоп с таким окуляром на кирпичную стенку, мы можем увидеть два вида искажений. Если все линии кирпича окажутся вогнутыми, а прямые углы станут острыми, то такой вид дисторсии называют подушкообразной. Если же Все линии кирпича станут выпуклыми, а прямые углы станут тупыми, то такой вид дисторсии называют бочкообразной. При использовании таких окуляров будет казаться, что небо как вогнуто или выпукло, а линейные размеры искажены.

7. Кривизна поля зрения. У некоторых широкоугольных окуляров встречается особенность, когда нельзя одновременно сфокусировать звезды в центре поля зрения и ближе к периферии. Такой эффект вызван тем, что фокальная плоскость окуляра по сути плоскостью не является.

Просветление линз окуляра. Для того, что бы увеличить количество света, которое доходит до глаза наблюдателя, увеличить контраст изображения и снизить яркость бликов линзы окуляров, как говорят, «просветляют» или наносят просветлящие покрытия. Эти покрытия представляют собой тонкие пленки с толщиной порядка четверти длины волны. Свет, отражаясь от границ пленки складывается в противофазе и как бы гасит сам себя. В результате этого количество отраженного света от границы воздуха и стекла становится заметно ниже. В хороших дорогих окулярах применяется многослойное просветление всех линз. В таких случаях на самом окуляре присутствует надпись «Full MultiCoated» или «Full MC». В более дешевых окулярах применяют просветление не всех линз (в таком случае отсутствует надпись Full) или просветление однослойное (Coated или C). Самые некачественные и дешевые окуляры идут вообще без просветления. Просветление бывает как химическим, так и нанесенным методом вакуумного напыления.
Оценить качество просветления можно не прибегая к сложной технике. Достаточно посмотреть на отражение линзами окуляра яркой лампы или другого компактного источника света. Поверхности линз будут давать блики, цве

Источник

Всё о космосе

Выбор окуляра. Какой купить окуляр?

Весьма часто начинающие любители недооценивают важность окуляра, считая, что главное в телескопе — это диаметр объектива. Тем не менее, правильный подбор окуляра позволит использовать максимум возможностей телескопа при самых разных видах наблюдений. В данной статье я расскажу о том, какие бывают окуляры, чем они отличаются и какой лучше купить окуляр.

В двух словах, основные параметры окуляров:
1. фокусное расстояние
2. посадочный диаметр (1.25…3 дюйма)
3. поле зрения (от 38 до 120 градусов)
4. вынос зрачка
5. тип наглазника
6. оптическая схема
7. просветление
8. марка (фирма-производитель)

Через окуляр мы рассматриваем изображение, которое формирует объектив телескопа в фокальной плоскости. Чтобы проще было разобраться, представим два увеличительных стекла, большое в качестве объектива, а малое — в качестве окуляра.
Многие новички, только купившие телескоп, сразу ставят на нем максимальное увеличение и потом удивляются, что не видно ничего, кроме темноты. Дело в том, что одни небесные объекты необходимо наблюдать с большим увеличением (планеты, Луна, двойные звёзды), а другие — с минимальным или средним (галактики, туманности, скопления). Запомните — чем выше увеличение телескопа, тем меньше яркость картинки и хуже контраст. Поставив избыточное увеличение при наблюдении планет, Вы не увидите ничего, кроме размытого тусклого пятна.

Вид Сатурна через телескоп при различных увеличениях. Как видите, не всегда большое увеличение является самым детализированным.

1.Фокусное расстояние

Один из важнейших параметров окуляра — это его фокусное расстояние. Обычно оно указывается в названии и маркировке окуляра (например, Explore Scientific 11 мм 82 градуса). Тут логика простая: меньше фокусное расстояние окуляра — больше увеличение телескопа. Увеличение телескопа можно посчитать, разделив фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Так, если фокус телескопа 1000мм, а окуляр 10мм, то кратность получается 100х. Фокусное расстояние окуляров может варьироваться от 56 до 2 мм.

Предельное увеличение телескопа зависит от его диаметра его объектива и примерно равно 1.5*D…2*D., где D — диаметр объектива в мм. Так, у 150мм телескопа с качественой оптикой предельное увеличение составляет около 300х.

Также существует минимальное увеличение телескопа, которое можно посчитать по формуле D\7, где D — диаметр объектива в мм. К примеру, у 150мм телескопа минимальное увеличение равно 21х. Это увеличение еще называют равнозрачковым. Использование меньшего увеличения (например, 20х) нецелесообразно, так как световой пучок из окуляра будет большего диаметра, чем зрачок наблюдателя, и свет будет проходить мимо глаза. Тем не менее, допускается использование выходных зрачков более 7 мм, если необходимо получить большее видимое поле зрения. Яркость изображения будет такой же, как при равнозрачковом увеличении, но фактически будет работать центральная часть объектива.

Фокальная плоскость, вынос зрачка и выходной зрачок.

Размер этого выходного пучка (так называемый выходной зрачок) можно посчитать, разделив диаметр телескопа на увеличение. Например, выходной зрачок у 300мм телескопа при увеличении 100х составляет 3 миллиметра.

Для наблюдения различных небесных объектов применяются разные увеличения:

Как правило, для наблюдений практически всех видов космических объектов достаточно двух-трех окуляров с различным фокусным расстоянием и хорошей линзы Барлоу.

В свою очередь, окуляры бывают как с постоянным фокусным расстоянием (так называемые «фиксы»), так и с переменным (так называемые zoom-окуляры). У Zoom-окуляров диапазон изменения фокусного расстояния обычно не превышает трех раз (8-24 мм, 7-21 мм, 3-6 мм, 2-4 мм.)

2. Посадочный диаметр.

На самом телескопе есть специальное приспособление, куда вставляется окуляр. Это приспособление называется фокусером. Посадочный диаметр окуляра обычно указывается в дюймах («). Среди любительских телескопов наиболее распространены окуляры с посадочными диаметроми 1.25″, 2″, реже 0.965″, еще реже — 3». Соответственно, с 1.25″ фокусером можно использовать 1.25″ окуляры, с 2″ фокусером — как 2″ окуляры, так и 1.25″ (через специальный переходник). Под 3″ фокусеры окуляров не так уж и много — разве что знаменитый Explore Scientific 30мм 100 градусов. Фокусером 0.965″ обычно оснащаются простейшие телескопы с апертурой до 50мм.

2″-окуляры позволяют захватить бОльшее поле зрения при том же фокусном расстоянии. Например, у 30 мм 1.25″ окуляра максимальное поле зрения в 1.6 раз меньше, чем возможно у 30 мм окуляра с 2″ посадкой.

Реечные фокусеры для рефрактора (слева 1.25”, справа 2”), для рефлектора системы Ньютона (в
центре, 2”).

Окуляры с различным посадочным диаметром: ES 11\82 1.25″, 24\68 1.25″, 30\82 2″.

3. Поле зрения.

Кроме того, от окуляра зависит еще поле зрения телескопа. Есть несколько видов поля зрения.

1)поле зрения окуляра — это угловой размер изображения, видимого через окуляр (угловой размер диафрагмы).
Поле зрения обычно декларируется производителем, однако в некоторых случаях цифры могут расходиться с реальным значением. Поле зрения различных окуляров может варьироваться от 38 до 120 градусов. Наиболее распространенные окуляры — окуляры системы Плёссла — обладают полем зрения около 50 градусов. Тем не менее, не всегда заявленное поле зрения может соответствовать реальному.

Окуляры с полем зрения от 66 до 82 градусов называют еще широкоугольными, от 82 до 120 градусов — сверхширокоугольными. Поле зрения указывается либо в характеристиках, либо прямо в названии окуляра (например, Explore Scientififc 24 мм 68 градусов).

Вид Туманности Ориона в окуляры с одинаковым фокусным расстоянием, но различным полем зрения.

2)истинное поле зрения — угловой размер участка неба, видимого через окуляр, использованный с каким-либо телескопом и при соответствующем увеличении.
Чтобы рассчитать истинное поле зрения телескопа, необходимо поле зрения окуляра разделить на увеличение.
Например, поле зрения окуляра — 40 градусов, увеличение телескопа с этим окуляром — 40 крат. Получаем истинное поле зрения 40\40=1 градус (2 угловых диаметра Луны).

Примерный вид Луны через телескоп с увеличением 40х и окуляром с полем зрения 40 градусов.

У окуляров с переменным фокусным расстоянием (zoom-окуляры) также меняется поле зрения. Как правило, на максимальном фокусном расстоянии поле зрения минимально (около 40 градусов), а на минимальном фокусном расстоянии оно максимально (50-66 градусов). При изменении фокусного расстояния окуляра можно увидеть, как меняется поле зрения самого окуляра.

4. Вынос зрачка.

Еще один важный параметр, на который новички редко обращают внимание. Вынос зрачка — это расстояние от глазной линзы до глаза, при котором видно всё поле зрения окуляра. Если вынос зрачка маленький (менее 10 мм) — наблюдения становятся некомфортными, приходится слишком плотно прижимать глаз к окуляру, ресницы пачкают линзу, глазная линза запотевает, а на холоде можно еще и глаз переохладить. Наиболее комфортный вынос зрачка — 15-18 мм. Особенно важен большой вынос зрачка для людей, которые проводят наблюдения в очках (например, для коррекции астигматизма).

Типичная ошибка новичков — прижиматься слишком близко к глазной линзе, даже если вынос зрачка составляет более 15 мм. При этом часть поля зрения «выпадает». Постарайтесь найти комфортное положение глаза и не смещать его при наблюдениях с оси.

Как правило, у окуляров системы Плессла\Кельнера\Эрфле вынос зрачка можно рассчитать по форуме 0.7*F, где F — фокусное расстояние окуляра. Получаем, что у окуляра 20 мм одной из этих схем вынос зрачка составляет около 14 мм, а у окуляра 4 мм — всего лишь 2.8 мм.

Существуют короткофокусные окуляры с увеличенным выносом зрачка (так называемые Long Eye Relief). По сути дела, они представляют собой комбинацию длиннофокусного окуляра и отрицательного переднего компонента (что-то типа линзы Барлоу). Кстати, линза Барлоу также немного увеличивает вынос зрачка.

5. Тип наглазника.

Практически все окуляры оснащены специальным светозащитным приспособлением — наглазником. Наглазник может быть либо мягким (из резины или каучука), либо из жесткой резины\пластиковый. Кроме светозащитной функции, наглазник также центрирует глаз, чтобы не приходилось ловить выходной зрачок. Некоторые окуляры не оснащены наглазником — при желании можно его самому сделать (например, из мягкой теплоизоляции для сантехнических труб).

Окуляры со стандартным резиновым наглазником.

Окуляр с жестким выкручивающимся наглазником

Самодельный наглазник из теплоизоляции для труб

6. Оптическая схема.

За 400 лет с момента изобретения телескопа окуляры перетерпели значительные изменения. В двадцатом веке с появлением электронно-вычислительных машин появились новые методы расчета окуляров. Кроме того, технология варки стекла также не стояла на месте. На текущий момент известно более чем несколько десятков различных схем.

Изначально в качестве окуляра использовалась одиночная собирающая линза (окуляр Кеплера), либо одиночная рассеивающая линза (окуляр Галилея). Сейчас эти схемы окуляров практически не используются, разве что в игрушечных телескопах, театральных биноклях. Более совершенными оказались двухлинзовые окуляры системы Гюйгенса и Рамдсена. Они до сих пор применяются в недорогих биноклях и микроскопах. В маркировке обычно указывается буква «H» или «R» соответственно (H20, R10).

Окуляры Галилея и Кеплера

Практически каждый бюджетный телескоп комплектуется трехлинзовым окуляром системы Кельнера. Окуляр состоит из одиночной линзы и ахроматической склейки. Главный плюс этого окуляра — невысокая цена. Окуляры системы Кельнера неплохо работают с несветосильными телескопами. Маркируются Кёльнеры буквой «K» (например, K20).

Следующая ступенька — это окуляр Плёссла. Оптическая схема окуляра состоит из 4 линз — две склейки, обращенные друг к другу положительными линзами. Поэтому его еще называют симметричным. Маркировка — «PL» (PL 12.5).

Бюджетные широкоугольные окуляры в основном представлены схемой Эрфле. Это пятилинзовый окуляр с полем зрения от 60 до 90 градусов. К плюсам можно отнести невысокую стоимость и небольшой вес. К минусам — скверное качество изображение по полю при использовании светосильных телескопов (f\5). Окуляры системы Эрфле лучше использовать на телескопах с низкой светосилой. Неплохой вариант, чтобы «попробовать» широкоугольные окуляры занедорого. Лично я сам начинал с таких окуляров, затем перешел на более качественные широкоугольники. Маркировка — SWA, SWAN, UW, иногда UWA.

7. Просветление.

Чтобы уменьшить бликование линз, увеличить светопропускание и улучшить контраст изображения, линзы окуляров покрываются тончайшей пленкой («просветляются»). Самые простые и дешевые окуляры могут быть вообще без просветления, что не есть хорошо. Как правило, чем темнее блики от окуляра, тем лучше просветление. Цвет просветления может быть самым разным — синим, фиолетовым, зеленым, оранжевым, красным («рубиновым»). В хороших окулярах блики от линз спокойного зеленого или сиреневого цвета.

8. Марка (фирма-производитель).

Основные марки окуляров:
Sky-Watcher
Celestron
Meade
Deepsky
НПЗ
Baader Planetarium
Long Perng
Orion
Levenhuk
William Optics
Explore Scientific
Nagler

Levenhuk, Orion, William Optics, Deepsky, Meade — это не фирмы-производители. Они лишь закупают партию окуляров у других производителей (Synta\Sky-Watcher, Long Perng, UO)и продают под своей маркировкой. Часто один и тот же окуляр может быть в разных корпусах под разными марками — например, Deepsky UWA 28 мм 82 градуса, William Optics UWAN 28 мм 82 градуса и Levenhuk Ra UWA 28 мм 82 градуса, либо Deepsky Plano\Celestron X-Cel LX\Meade HD. Так что будьте внимательны!

Разброс цен на окуляры может быть весьма большим — от 3-4 до 1200 долларов. Всё зависит от характеристик и марки.

Общие советы и рекомендации по выбору окуляра.

Во-первых, не следует сразу после покупки телескопа выкидывать на помойку родные окуляры телескопа и бежать за новыми дорогими. Весьма неплохи комплектные Кельнеры\Плесслы с фокусными расстояниями 25, 10, 6.3 мм. Понаблюдайте сначала с родными окулярами — их более чем достаточно для ознакомления с небом. Комплектными линзами Барлоу лучше не пользоваться — они только ухудшают качество изображения. Качественную линзу Барлоу советую приобрести отдельно.
Если уж и надумали брать отдельный окуляр, определитесь с фокусным расстояниям, полем зрения и ценой. Если с бюджетом дела плохо обстоят — берите обычные Плёсслы, но с фокусным расстоянием до 10-7.5 мм. Для наблюдения планет используйте их в связке с хорошей линзой Барлоу.

Есть общее правило: чем выше светосила телескопа, тем выше требования к качеству окуляра, а именно к степени коррекции собственных аберраций (искажений) окуляра. Например, на светосильном телескопе системы Ньютона (f\5) окуляры с одинаковым фокусным расстоянием, но разной оптической схемой будут показывать с одним и тем же увеличением, но различным качеством изображения. В то же время, на несветосильном телескопе (например, Максутов-Кассегрен) и простой, и более совершенный окуляр будут показывать примерно одинаково.

Если хочется широкоугольный окуляр, то тут правило такое — для несветосильных (f\7…f\15) телескопов можно брать недорогие широкоугольные окуляры (типа Deepsky WA, SWA или UW — поле зрения 60-80 градусов). Если телескоп светосильный (f\4-f\5) — желательны более качественные широкоугольники (Explore Scientific 68-82 градуса, Televue Nagler, Televue Panoptic), а к телескопам системы Ньютона — еще и корректор комы (GSO, Televue).

Источник