Quale Diametro per aver la stessa resa tra telescopi diversi...

[gspeed]

So che è un argomento trito e ritrito ma non ho trovato, e forse perché non è possibile farlo o perché non ho cercato abbastanza, una tabella che compara i diversi tipi di telescopio in relazione alla loro apertura.


E' chiaro che la lunghezza focale ha un impatto, principalmente sull'astrofotografia, più aperto è meglio è (un f/4 riduce i tempi di esposizione di un f/8), ma porta con se più aberrazioni - supponiamo di parlare a parità di lunghezza focale
E' chiaro che la qualità delle ottiche è un fattore chiave - supponiamo che la qualità sia ottima allo stesso modo
E' chiaro che il peso e ingombro sono importanti - ma tralasciamo questo fattore che può essere comunque soggettivo
E' chiaro anche che ci sono motivi tecnici/di costo per cui oltre un certo diametro non si riescono a creare alcune tipologie di telescopi - stiamo intorno ai classici 100-200mm


Prendendo un rifrattore da 100mm, quale diametro dovrebbe avere un newton o un mak o un SC o un RC per competere a livello di contrasto/definizione di dettaglio nel planetario? e per il deep sky ci sarebbe differenza? C'è solo da considerare l'ostruzione del secondario per dare un risultato? Cosa che probabilmente si riduce con l'aumentare del diametro.

Mi chiedo se è una domanda che ha senso, se non lo ha, inveite pure [emoji3]

[frignanoit]

Qualsiasi altro strumento da 100mm, APO non vuol dire massimo contrasto e definizione, ma massima correzione delle lenti, fin quanto poi sono corrette, APO lo è anche un Newton..

[gspeed]

Con Apo Intendevo Rifrattore apocromatico (ho appena corretto)

[frignanoit]

Avevo già Capito, il diametro di apertura non fa a botte con il contrasto e la definizione, ma con il potere risolutivo, ai fini del contrasto e definizione servono lenti corrette e trattate, quindi il diametro è fuori causa, 100mm sono 100mm per qualsiasi strumento e non devi avere un 150 per pareggiare con un 100mm Apo..

[gspeed]

Ma l'ostruzione del secondario non è da "scontare" alla superficie? Intendo, con 100mm un newton ha una ostruzione che riduce la superficie, quindi per vedere gli stessi dettagli di un rifrattore da 100mm mi occorre un newton un po' più grande per compensare la superficie presa dal secondario. Corretto?

[frignanoit]

Questo è corretto ma non centra una mazza con il fatto che uno sia apo o meno, riguarda la risoluzione, pensa che un Newton 200mm con un ostruzione ipotesi 30% risulta meno ostruito di un Newton 150mm e un ostruzione del 25%, perché ha più potere risolutivo che è tanto di più da restare più efficace anche con un ostruzione maggiore, quindi se hai una lente con diametro libero da 100mm, un Newton da 130mm ostruito al 30% resta più efficace...

[frignanoit]

Dimmi se devi scegliere uno strumento su cosa ti basi…

https://www.oacn.inaf.it/poe/eventi/astronomiafaidate07/Manuale_costruzione_specchio_astronomico.pdf

[frignanoit]

Hai visto cosa c'è dietro una lente? adesso secondo te stiamo a farci le pi**e mentali tra il 100mm rifrattore apo e il 127mm Mak ostruito? Un fanatico sta a vedere tutti quei numerini e prende un 60mm perché è lavorato meglio spende 5000€ e ti lascia a te il 150mm che credi sia apo e il Mak 8" con tutta la sua più o meno ostruzione da 1000€, a te serve il diametro e devi cercare di averne di più che puoi spendendo il giusto, ma non tra il 100 libero e il 130 ostruito, tra il 100 libero e il 200 ostruito..

[Mulder]

Per rispondere alla domanda iniziale è giusto fare 2 considerazioni...
Per quanto riguarda la raccolta della luce bisogna togliere l'area dell'ostruzione all'area dello specchio primario. Ad esempio, se ho un 100 mm con ostruzione del 20%(20mm) avrò un area del primario di 7850mm quadrati e l'area dell'otruzione di 314mm quadrati; risultato 7536mm di superfice pari a circa un 98mm di diametro non ostruito.
Per quanto riguarda il "contrasto" invece bisogna togliere il diametro dell'ostruzione; ad esempio il solito 100mm con ostruzione del 20%(20mm), avrà il "contrasto" di un 80mm non ostruito.
Questo è quanto. Poi ci sono e sarebbero una miriade di altre piccole considerazioni che variano in base a molti fattori, sia riguardanti gli strumenti e sopratutto i vari pareri personali. Ci sono pagine e pagine di discussioni che trattano rifrattori vs riflettori...:shock:

[frignanoit]

Però se dobbiamo prendere i numerini fino ai micron, tra uno specchio o lente da 80 a 100 come raccolta (lo spiega anche la tabella nel link sopra) c'è una bella differenza che se anche il 100 é ostruito resta in vantaggio se pur di qualche micron.
Guadagno su 7mm di pupilla 80 13061, 100 20408.. togliamo pure il 30%

[etruscastro]

per prima cosa attenzione a ciò che scrivete, sopra ho modificato un messaggio.

seconda cosa bisogna prendere in considerazione (anche) che i telescopi maggiormente ostruiti (SCT e Mak su tutti) hanno un maggiore rapporto focale che in qualche maniera sopperisce a delle aberrazioni ottico-geometriche, l'ostruzione porta ad avere il disco di Airy differente di un telescopio senza ostruzione e questo, in certi ambiti, come le stelle doppie (ma non solo) può essere un limite.
io penso che la domanda è posta male, un 150mm scollimato o messo in opera non perfettamente (acclimatamento non raggiunto, scollimazione, ecc ecc) è peggio di un 90mm in perfette condizioni.
ergo: a volte i piccoli telescopi sono dei veri chirurghi in certi ambiti e sono maggiormente proficui dei grossi "schiaccia sassi" dei grandi diametri viceversa se si ama fare deep sky il raffronto non regge, quindi ci vogliono sempre almeno due telescopi a casa! :D;)

[Angelo_C]

E' chiaro che la lunghezza focale ha un impatto, principalmente sull'astrofotografia, più aperto è meglio è (un f/4 riduce i tempi di esposizione di un f/8), ma porta con se più aberrazioni - supponiamo di parlare a parità di lunghezza focale
E' chiaro che la qualità delle ottiche è un fattore chiave - supponiamo che la qualità sia ottima allo stesso modo
E' chiaro che il peso e ingombro sono importanti - ma tralasciamo questo fattore che può essere comunque soggettivo
E' chiaro anche che ci sono motivi tecnici/di costo per cui oltre un certo diametro non si riescono a creare alcune tipologie di telescopi - stiamo intorno ai classici 100-200mm

Da quello che leggo e che ho quotato, il quesito è in base alla teoria più teorica (scusate il gioco di parole), quindi considerate tutte ottiche perfette e intendiamoci, NON diffraction limited, ma proprio (teoricamente) perfette, tipo lamba 1000 o 2000 tantanto per dare i numeri e con riflettanza/trasmissione anch'essa perfetta, ovvero il 100%.

Allora, in questi casi, sempre teoricamente, la risposta è schemi diversi NON sono confrontabili, in breve un 100 mm a rifrazione non è equivalente a nessun diametro newton, SCT, mak, RC, Cas, eccetera eccetera.

Questo perché parlando di ottiche perfette, se si parla di risoluzione, comanda il diametro, se si parla di contrasto (o più correttamente, di trasferimento del contrasto), comanda l'ostruzione (o la sua mancanza), se si parla di luce, comanda la superficie captante, per le dimensioni del campo corretto conta la lunghezza focale e lo schema ottico.

Ad esempio un 100 mm a rifrazione di focale F, potrebbe avere la stessa superficie captante (la stessa "luce") di uno strumento a specchi di diametro 100+x con ostruzione y e focale 2F, ma il primo avrebbe la risoluzione di un 100 mm, il secondo di un 100+x mm, il trasferimento del contrasto sarebbe diverso a causa del'ostruzione zero del primo e "y" del secondo, il campo corretto del primo sarebbe la metà del secondo, che comunque è diverso a causa dello schema.
Infatti ogni schema ha le sue specificità:

il rifrattore classico fraunhofer con correzione CeF ha una sferica residua policromatica inversamente proporzionale alla focale e direttamente proporzionale al tipo di correzione del colore;
il newton non ha problemi di sferica, ma soffre di una quantità di coma inversamente proporzonale al rapporto focale;
lo SCT ha tutte le aberrazioni corrette MA solo per una specifica posizione relativa dei due specchi (quella che poi da la focale nominale);
e via così, con i mak, DK, RC e compagnia bella, i quali sono nati per specifiche e terrene esigenze, accettando compromessi ottici.


In pratica, le equivalenze tra schemi diversi esistono (e solo spannometricamente) solo per i telescoopi reali e quindi, per definizione, imperfetti. ;)

I mak ad esempio sono una soluzione per fare un telescopio ben corretto dalla sferica ma facile da fare velocemente e con precisione (infatti a tutte superfici sferiche), ma con una grande massa vetrosa, pesante e che si acclimata dopo una vita
Lo SCT è una versione "semplificata" del concetto, primario e secondario sferici e solo la lastra "complicata", ma minor massa vetrosa (minor peso) aclimatamento lungo ma inferiore al mak.
I newton sono il non plusultra della semplicità, hanno coma genetico, ma tutto il resto è ok, due superfici (di cui una piana) e strutturalmente facili da scalare in dimensioni enormi (in ambito amatoriale ovviamente) per (relativamente) due lire.
Mentre i rifrattori sono i "primi" e gli "unici" (se escludiamo schemi ottici "esotici") senza ostruzione, col problema che i "classici" (fraunhofer, steinheil, ecc) su buoni diametri diventano velocemente dei cannoni da corazzata e gli apocromatici, sono la fiera del compromesso ottico (poi se interessa, spiego il perché), a meno di quelli senza compromessi, ma che costano di più che fare ammazzare la moglie. :biggrin:

[gspeed]

Grazie a tutti per le risposte


...un 100 mm a rifrazione di focale F, potrebbe avere la stessa superficie captante (la stessa "luce") di uno strumento a specchi di diametro 100+x con ostruzione y e focale 2F, ma il primo avrebbe la risoluzione di un 100 mm, il secondo di un 100+x mm, il trasferimento del contrasto sarebbe diverso a causa del'ostruzione zero del primo e "y" del secondo, il campo corretto del primo sarebbe la metà del secondo...

ecco che quanto spieghi rende le cose incomparabili, non tanto per la focale che possiamo anche considerare simile in "teoria" (ma poi in pratica non lo sarà), ma proprio perché risoluzione e contrasto non vanno di pari passo... quindi se aumento il diametro di un ostruito per compensare il contrasto ecco che guadagno in risoluzione e sorpasso il non ostruito. E ciò vale anche se comparo ostruiti con diversa ostruzione tra loro.

Non pensavo che la risoluzione dipendesse solo dal diametro, i.e. ritenevo il 120/D (o 115/D) fosse un approssimazione per rifrattori :rolleyes:

[Angelo_C]

Il fatto è che ci sono tante "risoluzioni" diverse (ne ho scritto recentemente in un altro topic), in base a quello che scegli (e per cosa lo scegli) avrai valori diversi e che "casualmente" variano al variare del contrasto minimo preso in considerazione.

Ad esempio (in ordine crescente) c'è il:

Criterio Argentieri per la risoluzione polistigmatica, la quale considera una superficie estesa composto da svariati "punti" a basso contrasto tra loro (es. superficie planetaria);
Limite di Rayleigh, che considera come dimensione angolare risoluta il "falso disco di Airy", in pratica il primo anello scuro di una stella a fuoco e quindi con contrasto tra loro del 100% (bianco su nero);
Limite di Dawes (il famoso 115/D), che come Rayleigh considera il "falso disco di Airy", ma la parte intermedia tra primo anello scuro e disco centrale, in pratica la zona tra i due che ha contrasto al 50% (e infatti risulta più "ottimistica" di quella di Rayleigh);
Limite di Sparrow, il quale considera come dimensione angolare risoluta, il solo disco centrale della figura di Airy, che in pratica vuol dire considerare la parte che ha contrasto 0% (ovvero la parte dove comincia appena a "calare" la luce, rispetto al "bianco pieno").

Quindi per il classico diametro di 100 mm avremo le seguenti risoluzioni:

Argentieri = 1,67"
Rayleigh = 1,37"
Dawes = 1,15"
Sparrow = 1,06"

E' facile capire che la prima è nata come "risoluzione planetaria", le altre sono tutte relative alla risoluzione di stelle doppie (non troppo sbilanciate in luminosità, perché in quel caso interviente il diverso contrasto).
Rayleigh, assume che le due stelle debbano essere sdoppiate, ovvero che per quanto piccolo, deve comparire il "filo nero" tra le due stelle.
Dawes, assume che per essere sdoppiate, due stelle è sufficiente che non ci sia il "filo nero" ma uno scurimento tra le due (contrasto tra i dischi e lo "scurimento" pari al 50%).
Sparrow, assume invece che sia sufficiente che i due dischi stellari siano a contatto (contrasto 0%).
Per altri è sufficiente che le due stelle siano anche solo parzialmente sovrapposte (la tipica "arachide") o addirittura solo allungate (insomma, se non sono rotonde, vuol dire che sono doppie :biggrin: ), ma qui poi (secondo me) si esula dal concetto di risoluzione.

[gspeed]

Grazie, è sempre un piacere leggerti ;) Quello che un po' mi stupisce è che l'ostruzione non sia influente (o perlomeno troppo influente) sul potere risolutivo visto che in nessuno dei criteri appare come discriminante.

[frignanoit]

Mi sa che invece di usare il telescopio tu userai una calcolatrice..;)

[Angelo_C]

Grazie, è sempre un piacere leggerti ;) Quello che un po' mi stupisce è che l'ostruzione non sia influente (o perlomeno troppo influente) sul potere risolutivo visto che in nessuno dei criteri appare come discriminante.
Non è (molto) influente (a parte che per il criterio Argentieri), perché i limiti di Rayleigh, Dawes e Sparrow sono relativi alle stelle (doppie), che per definizione hanno il massimo contrasto possibile.
Il contrasto è comunque importante, infatti per sfruttare la risoluzione "potenziale" (ovvero quella data dal diametro), ci vuole sufficiente contrasto e una delle componenti più importanti di questo è la luce (anche se non la sola), che permette una buona saturazione dell'immagine.

C'è il solito esempio del giornale (in po semplicistica perché non tiene conto di altri fattori, ma rende il concetto); se la stanza e sufficientemente illuminata, si leggono tranquillamente i piccoli caratteri degli articoli del quotidiano, perché questi essendo neri, ben risaltano sulla pagina bianca, man mano che la luce cala, non si vede più il carattere nero su pagina bianca, ma su una pagina sempre più "grigia" e quando la luce è sempre più poca, la pagina è talmente scura da confondersi col nero dei caratteri, tanto da non leggerli più, magari si riescono solo a leggere i titoli degli articoli, che hanno un carattere più grande (quindi con un po di "riserva" di contrasto).

Col telescopio è la stessa cosa, ad esempio un rifrattore di 20 cm e un newton dello stesso diametro ma con ostruzione (esagero) dell'70%, hanno la stessa risoluzione potenziale, ma al secondo arriverà circa la metà della luce, quindi ad esempio, sulla Luna (che ha luce da vendere), si avranno poche differenze sulle formazioni al terminatore con contrasto altissimo (i caratteri più grossi dei titoli degli articoli), ma sui celeberrimi craterini sul fondo di Plato (target con contrasto abbastanza basso), il rifrattore (non ostruito) "vede" 4 o 5 craterini e il newton (ostruito al 70%) magari ne "vede" 2 o 3 (i piccoli caratteri dell'articolo di giornale).
Però se i due strumenti li utilizzi in ripresa, allora entrambi vedranno (anzi, registreranno) 4 o 5 craterini sul fondo di Plato, la differenza è che al newton sarà necessario il doppio del tempo di posa. E' per questo che nelle riprese in alta risoluzione, comunemente si dice che uno strumento ostruito non ha questo grande gap rispetto a uno non ostruito e si preferisce sempre il diametro, semplicemente perché la "luce" in ripresa non è un gran problema, basta allungare il tempo di posa, mentre per il dettaglio non c'è alternativa al diametro. :biggrin:

Come detto è una spiegazione un po semplicistica, solo per illustrare il concetto di base, nella realtà l'ostruzione toglie qualcosa nel trasferimento del contrasto, soprattutto nei dettagli alle basse frequenze spaziali, è una cosa che si comprende benissimo analizzando l'MTF (Modulation transfer function) teorica.
Qui qualche base da cui partire:
https://www.telescope-optics.net/mtf.htm
https://www.telescope-optics.net/obstruction.htm