Светосильное сферическое зеркало что значит

Светосильное сферическое зеркало что значит

Да нифига это не говорит «о качестве и надежности».
Скай-Вотчеры, (на равне с селестронами)это можно сказать самые раскрученные и доступные телескопы. Селестрон-менее доступен, ибо стал типа «риальным брендом» и дороже Скай-вотчера, но дешевле Мида.
Миды-достаточно дорогие, но не факт, что круче на много по качеству тех же Селестронов.. Опять же, бренд-«реальнее» чем Селестроновский.

А вот ДипСкай и JJ-astro это суть братья близнецы. Только ДипСкай-это бренд, родившийся в Первопрестольной, у представителя Джей-Джей-астро в России. У небезызвестного Владимира Николаевича. К качеству этих телескопов-нужно относиться с достаточно большой долей осторожности. Ибо-бывало знаете ли много случаев, когда оптика была заведомо кривая, и только после длительных препирательств (надо правильно отъюстировать, да у вас руки не с того места, да вы ничо не понимаете. и т. д.) были замены.
Единственное, против чего не могу сказать плохих слов, у ДипСкая-это окуляры и фильтры. Окуляры-очень даже неплохи, как правило с большой степенью парфокальности в пределах линейки, отвечают заявленным характеристикам. Ну а цена-выше всяких похвал.

Телескопы Брессер-Ливенгук-Штурман-Вебер. это так, красивый аксессуар, «чиста чотким пасанам на балкон», как игрушка. не более. Оптика, механика-оставляют желать лучше и лучше.

А Вот ТАЛ-незаслуженно обидели. Наша марка, несмотря на повальный разгром промышленности-показывает очень и очень стабильные и высокие результаты. Чего только стоит линейка катадиоптриков (Клевцовых) ТАЛ, ТАЛ125-отличнейший рефрактор.

Монтировки iOptron — очень даже и очень приятны. как по цене так и по возможностям.
Сам заглядываюсь на альт-азимутальную монтировку от них. А то мой нынешний МАК STF Мираж 7″ — моя монтировка от МИДа-несет уже с трудом, а в особенности, с перспективой занятия астрофото, и как следствие увеличения массы оборудования-нужно расти.

Вот как то так. кто несогласен-обоснуйте. :))))

Источник

astro-talks

форум для любителей астрономии

• Темы без ответов
• Активные темы
• Поиск
• Наша команда

Схема Ньютона (рефлектор)

Модератор: Ernest

Схема Ньютона (рефлектор)

Сообщение Ernest » 30 окт 2009, 22:25

Что такое «рефлектор»?

В широком смысле слова рефлектор — это любой телескоп, объектив которого состоит только из зеркал. Это и объективы по схеме Ньютона (вогнутое параболическое главное зеркало и вспомогательное диагональное), и Кассегрена (главное — вогнутое, экранирующее меньшее по размеру — выпуклое), и Ричи-Кретьена (апланатический — свободный от комы — Кассегрен), и довольно редкого Грегори (вогнутое и главное, и экранирующее вспомогательное), и некоторые еще менее распространенные двух-, трех- и четырехзеркальные.

Однако в узком смысле это название обычно употребляют по отношению только к Ньютонам.

Какова оптическая схема Ньютона?

Классическая схема Ньютона это — вогнутое параболическое зеркало (главное зеркало — ГЗ), которое отражает лучи от бесконечно удаленного объекта в фокальную плоскость на расстоянии равном половине радиуса кривизны при вершине зеркала. Для того, чтобы вывести изображение из падающего параллельного пучка используется вспомогательное плоское зеркало повернутое на 45 градусов к оси труба, оно отражает изображение на 90 градусов. Из-за этих 45 градусов оно назвается диагональным (ДЗ). Для того, чтобы его тень на ГЗ была круглой (это выгодно по ряду соображений) форма ДЗ обычно делается эллиптической с отношением большой оси к малой равном 1.4142 (корень из двух). Размеры определяются размерами сечения светового конуса конуса в плоскости расположения ДЗ. Малая ось эллипса отражающей поверхности диагонального зеркала определяется следующим соотношением

D (мм) — диаметр ГЗ (апертура),
f’ (мм) — фокусное расстояние ГЗ,
2y’ (мм) — диаметр невиньетированного поля зрения,
L (мм) — излом оси (расстояние от оси трубы до вынесенной в бок фокальной плоскости),
S (мм) = D*f’/(D — 2y’) — расстояние от ГЗ до виртуальной вершины светового конуса*, оно равно f’ при нулевом размере невиньетированного поля
* световой конус — коническая поверхность «обернутая» вокруг главного зеркала и невиньетированного поля зрения

Минимальный размер малой оси диагонального зеркала (когда апертура еще не обрезается, но размер невиньетированного поля нулевой):

где k — относительное фокусное расстояние телескопа (k = f’/D)

Отношение a/D — линейный коэффициент экранирования и обычно выражают в процентах. При этом геометрический центр эллипса диагоналки для сохранения симметричности виньетирования должен быть смещен с оси главного зеркала на величину так называемого «офсета»:

d (мм) = 0.25*a*D/S = D 2 *(S-f’+L)/(4*S 2 -D 2 ) = (L+S-f’)/(4k’ 2 -1) или примерно* 0.25*L/k 2 , мм (3)

где k‘ = S/D = f’/(D — 2y’)— относительная длина светового конуса.
* для случая минимального размера диагонали с нулевым размером невиньетированного поля зрения

в сторону от фокусера и к главному зеркалу. Внутренний размер трубы Ньютона должен быть больше диаметра ГЗ как минимум на величину примерно 2y’, чтобы не виньетировались наклонные (полевые) световые пучки.

А вот говорят есть какая-то «кома»?

При идеально изготовленной параболе ГЗ (что, говоря по совести, бывает только в математической модели) и идеальной юстировке центр поля зрения Ньютона полностью свободен от аберраций и разрешение ограничено только дифракцией (в том числе и от тени вторичного зеркала, которую можно особенно не принимать во внимание при коэффициенте линейного экранирования до 20%). Но Ньютон не свободен от аберраций. Чуть в сторону от оси и уже начинает проявляться кома (неизопланатизм) — аберрация связанная с неравностью увеличения разных кольцевых зон апертуры. Кома приводит к тому, что пятно рассеививания выглядит как проекция конуса — острой и самой яркой частью к центру поля зрения, тупой и округлой в сторону от центра. Размер пятна рассеивания пропорционален удалению от центра поля зрения и пропорционален квадрату диаметра апертуры. Поэтому особенно сильно проявление комы в так называемых «быстрых» (светосильных) Ньютонах на краю поля зрения. Обычно будущих владельцев Ньютона пугают малым диаметром поля зрения условно свободного от влияния комы (то есть в пределах которого кома меньше пресловутого критерия Рэлея). Приведем и мы эту несколько модернизированную табличку.

Диаметр поля зрения Ньютона свободного
от влияния комы

k	d, мм	6″/150 мм	8″/200 мм	10″/250 мм	12″/300 мм
2.86	0.50	4	3	2	2
3.21	0.71	5	4	3	3
3.61	1.00	6	5	4	3
4.05	1.41	8	6	5	4
4.55	2.00	10	8	6	5
5.10	2.83	13	10	8	6
5.73	4.00	16	12	10	8
6.43	5.66	20	15	12	10
7.22	8.00	25	19	15	13
8.10	11.3	32	24	19	16
9.09	16.0	40	30	24	20
10.2	22.6	51	38	30	25

где
k — относительное фокусное расстояние параболического зеркала телескопа,
d — диаметр поля зрения свободного от комы в мм ( d = k 3 /45),
6″/150 мм, 8″/200 мм, 10″/250 мм и 12″/300 мм — колонки в который указаны угловые поля зрения условно свободные от комы, в угловых минутах соотвественно диаметру главного зеркала в дюймах и мм.

Возможно, покажутся полезными следующие формулы расчета величины комы в волновой мере на границе поля зрения диаметром d (мм):
W_PV = 19* d/k 3 — размах деформации волнового фронта возмущенного комой в длинах волн 0.55 мкм,
W_RMS = 3.4* d/k 3 — средне-квадратическая деформация волнового фронта

В хорошо отъюстированных Ньютонах умеренной светосилы кома не мешает наблюдениям. Она практически не заметна в окуляр с ординарным полем зрения (Плёсл, Кельнер и т.п.) — собственные аберрации окуляров многократно превосходят эффект от комы параболического зеркала. Действительно заметна кома только при использовании в качественных сверхширокоугольных окуляров в светосильных Ньютонах (1:4.5 и более «быстрых»), да и то на фоне астигматизма и проч. остаточных аберраций окуляра. Но тут на помощь может прийти специальная предфокальная оптика (узел устанавливается перед окуляром) — корректор комы.

Если положить, что глаз наблюдателя не заметит комы, если ее угловой размер не превышает 6 угловых минут (на фоне типичных полевых аберраций в 10 и более угловых минут это по-божески), то нетрудно оценить поле зрения 2w’ окуляра свободного (в этом смысле) от комы при наблюдениях в телескоп с классической схемой Ньютона как квадрат относительного отверстия:

Угловой размер выходного поля зрения Ньютона условно свободного от влияния комы

k	Поле, градусы	Комментарий
F4	16	Очень мало — без кома-корректора не обойтись!
F4.5	20	Все еще маловато будет! Кома-корректор весьма желателен
F5	25	Примерно только половина поля зрения Плёссла свободна от комы. Кома корректор улучшит качество изображения по большей части поля зрения, если, конечно, владелец телескопа предполагает использовать наиболее совершенные их окуляров.
F6	36	Ортоскопики практически свободны от комы в Ньютонах 1:6, но для более широкоугольных hi-end окуляров кома-корректор может немного улучшить поле зрения
F7	49	Плёсслы свободны от комы в Ньютонах 1:7, кома-корректор может чуть подправить самые края поля зрения лучших из сверхширокоугольных окуляров
F8	64	WA окуляры свободны от комы в Ньютонах 1:8, использование кома корректора сомнительное удовольствие
F9	81	Даже Наглеры имеют поле зрения полностью свободное от комы в Ньютонах 1:9, кома корректор точно не нужен

Значит только кома?

Ну, нет, конечно. Есть еще астигматизм, который хоть и проявляется в меньшей степени, чем у рефраторов, но так-же ухудшает край поля зрения. Если влияние комы линейно пропорционально удалению объекта от центра поля зрения, то астигматизм нарастает квадратично и именно он мог бы ухудшить качество изображения Ньютона у края полевой диафрагмы 2″ окуляров (при условии если бы окуляр был идеально исправлен в части собственных полевых аберраций).

Вот табличка диаметров (мм) полей зрения Нютона условно свободного от астигматизма (по критерию Рэлея) в зависимости от диаметра зеркала D и относительного фокусного расстояния k = f’/D:

Диаметр поля зрения Ньютона (мм) свободного
от влияния астигматизма

k\D	114	127	152	203	254	305
3.5	5.6	5.9	6.5	7.5	8.4	9.2
4	6.8	7.2	7.9	9.1	10.2	11.2
4.5	8.2	8.6	9.4	10.9	12.2	13.4
5	9.6	10.1	11.1	12.8	14.3	15.7
6	12.6	13.3	14.5	16.8	18.8	20.6
7	15.9	16.7	18.3	21.2	23.7	25.9
8	19.4	20.4	22.4	25.9	28.9	31.7
10	27.1	28.6	31.3	36.1	40.4	44.3

А всякие там Шмидт-Ньютоны?

Существуют многочисленные вариации оптической схемы Ньютона.

Ньютон со сферическим (а не параболическим) главным зеркалом. Эта схема вносит сферическую аберрацию (кто бы сомневался ) тем большую, чем больше светосила главного зеркала. То есть пригодна только для весьма умеренных по апертуре и несветосильных инструментов. К примеру, для 150 мм диаметра сферическое зеркало с фокусным 1500 мм почти идеально (с точностью до 1/4 длины волны) замещает параболическое. Есть формула связывающая минимальное фокусное расстояние сферического зеркала, когда оно еще не слишком уступает параболическому

Из этой формулы следует такая табличка.

Минимальные фокусные расстояния, при которых возможна
замена парабол сферическими зеркалами

D, мм	Fmin, мм
114	840 / 1:7.4
130	1000 /1:7.7
150	1200 / 1:8
200	1778 / 1:9
250	2394 / 1:9.5
300	3053 / 1:10

вообще же для, сферического зеркала диаметром D и относительным фокусным расстоянием k = f’/D сферическую аберрацию в волновой мере можно рассчитать по формулам:
W_PV = 0.888*D/k 3 — полный размах (6)
W_RMS = 0.265*D/k 3 — среднеквадратическое значение (7)

Ньютон с линзовым компенсатором сферической аберрации. Это довольно светосильное сферическое главное зеркало в сочетании с предфокальным линзовый компенсатором сферической аберрации располагаемый в окулярном узле. Общим признаком таких Ньютонов является фокусное расстояние много большее, чем длина трубы. Увы, качество компенсации в дешевом исполнении этой схемы невысоко, да и велика чувствительность к разъюстировкам. Телескоп обычно имеет весьма скверное качество изображения.

Ньютон с корректором комы. Классический параболический Ньютон с предфокальным линзовым корректором комы и некоторых других полевых аберраций (см. Пааркорр). В таком исполнении Ньютон становится весьма пригоден как для астрофотографических работ, так и для использования высококачественных широкоугольных окуляров. Чувствительность к разъюстировкам такая-же, как у обычного Ньютона.

Ньютон с призмой полного отражения вместо диагонального зеркала. Призма — не самая лучшая замена диагональному зеркалу (она вносит аберрации, имеет большее число источников погрешностей, более чувствительна к ошибкам изготовления, хуже в части экранирования и т.д.), но при небольшом относительном отверстии телескопа может оказаться приемлимой.

Шмидт-Ньютон с компенсатором в виде пластинки Шмидта. Так называемая «планоидная» (близкая к плоской) пластинка Шмидта за счет сложного (но очень небольшого) рельефа исправляет сферическую аберрацию главного сферического зеркала и закрывает передний обрез трубы, что благориятно сказывается на чистоте зеркал и уменьшении внутренних тепловых токов. Кома (неизопланатизм) примерно вдвое меньше, чем у классического Ньютона.

Рич (Writch) — усложнение Шмидт-Ньютона в котором главное зеркало — вогнутый эллипсоид. Отличается отличной коррекция аберраций в центре изображения (присутствует только остаточный сферохроматизм) и весьма удовлетворительная по полю, кривизна поля зрения минимальная.

Максутов-Ньютон главное зеркало — сферическое, на входе в трубу расположен афокальный менисковый компенсатор в (попутно он делает трубу телескопа «закрытой»). Сферическая аберрация компенсируется мениском. Кома по сравнению с классическим Ньютоном уменьшена на половину, присутствует заметная кривизна поля зрения.

Волосов-Ньютон или Houghton — Ньютон со сферическим главным зеркалом и компенсатором в виде двухлинзового афокального корректора (пара из положительной и отрицательной линзы примерно равной силы) на переднем обрезе трубы (закрытая труба). В этой разновидности Ньютона компенсируется сферическая аберрация главного зеркала и достигается исправление комы, полевые аберрации не велики (подобны остаточным аберрациям в схеме Рич), что позволяет достигать весьма интересных для астрофотографии светосил. Любопытна в плане минимизации издержек производства вариация схемы в которой первая и третья, вторая и четвертая поверхности компенсатора попарно равны по значению радиуса отличаясь только знаком.

В чем отличие Ньютона и Добсона?

Хм. они жили в разное время . Да и для любителя астрономии это имена назных классов объектов. Ньютон — имя оптической схемы рефлектора, а Добсон (Доб) — имя концепции визуального любительского телескопа включающего простую в изготовлении собственными силами трубу по оптической схее Ньютона на упрощенной легкой альт-азимутальной монтировке. То есть, если кто-то говорит, что у него Ньютон. Скорее всего это означает трубу по схеме Ньютона на какой-то экваториальной монтировке (может быть с возможностью астрофотографии). Назад к оглавлению статей

Источник