Rapporto Focale Di Un Telescopio

[etruscastro]

Questo thread nasce senza una causa specifica ma vuole solo essere un ulteriore approfondimento generale sulla conoscenza del nostro strumento e sui parametri basilari che dovremmo sapere per utilizzare e sfruttare al meglio il nostro telescopio, conoscenze che, in forma elementare e con il solo scopo di “infarinatura generale” abbiamo già iniziato a trattare nel VADEMECUM PER GLI ASTROFILI all’interno dello stesso forum.

Troppo spesso l’appassionato astrofilo neofita si fa trarre in inganno dal RAPPORTO FOCALE di un telescopio e dalla sua funzione di “luminosità” che esso comporta, e questa discussione nasce proprio per loro sperando di essere il più semplice possibile cercando di portare uno spiraglio di chiarezza su un problema che in un certo senso non esiste se non per un uso specifico che se ne vuole fare dello strumento, ad esempio in campo astrofotografico.

Iniziamo con il parlare di cosa è il rapporto focale (f/):

il rapporto focale di uno strumento è il rapporto che lega la focale di uno strumento, quindi il percorso che il fascio di luce in entrata deve percorrere per arrivare sul piano focale e il diametro di apertura di un telescopio….

Portiamo alcuni semplici esempi di alcuni telescopi tra i più venduti attualmente:

un telescopio newtoniano di 200mm di apertura e una lunghezza focale di 1000mm avrà una f/ (rapporto focale) di 5 (1000/200 = 5)

mentre un catadiottrico sempre da 200mm di apertura ma una lunghezza focale di 2032mm avrà un f/10 (2000/200 =10)

Quindi, per ricapitolare, il calcolo per ricavare il rapporto focale di un telescopio è data dalla funzione
f = F/D
Dove f sta per rapporto focale – F sarà la lunghezza focale dello strumento – e D è il diametro di apertura dello stesso.

Ma in termini pratici cosa ci dice questo parametro?

Credo sia bene dividere fin da subito la discussione tra l’uso che se ne fa del telescopio a livello visuale e l’uso che se ne fa in ambito fotografico.
Diciamo subito che la luminosità di uno strumento o meglio, il potere di catturare più luce e quindi di far osservare oggetti deep sky deboli lo farà SOLO E SOLTANO il diametro di apertura e NON la focale dello strumento (e di conseguenza il f/), ciò che varia nella focale sarà il piano focale dove convergerà l’immagine catturata dall’obiettivo del telescopio e farà si che si osserveranno oggetti “spalmati” in un Campo Reale (C.R.) maggiore, in una focale bassa (tipo f/5) o in C.R. minore ma con ingrandimenti superiori in focale alta (tipo f/10 o maggiori).

in ambito visuale il rapporto focale non incide minimamente sulle prestazioni dello strumento, ma esso sarà un “valore” che ci indicherà il potere di ingrandimento raggiungibile a scapito però come detto prima del C.R. inquadrato.

Portando un esempio un telescopio a f/10 farà vedere un Saturno a 100x nella stessa identica visione di un telescopio a f/5 di pari diametro di apertura e a pari ingrandimenti (100x), ciò che praticamente cambia è che in uno strumento a f/5 a differenza di uno a f/10 per raggiungere gli stessi ingrandimenti si necessiterà di un oculare della metà della focale o di una Barlow 2x.

Ma allora per la scelta di uno strumento di un neofita solo per l’osservazione visuale non conta proprio nulla il rapporto focale?

In realtà ciò che incide sono i pesi ed ingombri degli strumenti stessi, potremmo semplificare la questione dicendo che in rapporti inferiori a f/6 o a f/5 la distorsione delle immagini (le famose Aberrazioni Ottiche ) è maggiormente percettibile in prossimità dei bordi del campo visuale e l’intero sistema ottico è molto più sensibile a disallineamenti e a imperfezioni della costruzione degli specchi, sarà necessario quindi dotarsi di accessori come lo spianatore di campo (solo a titolo di esempio) per correggere tali imperfezioni.

D’altra parte un telescopio con un rapporto focale minore sarà più leggero e trasportabile (nei telescopi a schema Newton) mentre per avere un f/ spinto esistono alcune varianti di schemi ottici come lo Schimdt Cassegrain o la variante Maksutov Cassegrain che per il loro percorso focale a schema ibrido possono avere dei lunghi rapporti focali contenendo le dimensioni (ma non i pesi).

Le cose invece cambiano e sostanzialmente se parliamo di rapporto focale in ambito astrofotografico…..

In questo caso il telescopio stesso fungerà da obiettivo della macchina fotografica (o di qualsiasi altro sensore) e il rapporto focale ci dirà sostanzialmente oltre al C.R. inquadrato (e di conseguenza le dimensioni degli oggetti inquadrati) la velocità fotografica dello strumento.

Strumenti con un rapporto focale corto, ad esempio un f/5 o f/4 avranno necessità di esposizioni fotografiche più brevi rispetto ad un f/10 (un f/5 avrà bisogno di un ¼ di esposizione rispetto ad un f/10) ma di conseguenza avrà un C.R. inquadrato nettamente maggiore, quindi queste focali saranno particolarmente idonee per la ripresa dei grandi campi nebulari o stellari di contro un f/10 sarà principalmente usato per le riprese planetarie hi res.

FOCALE

PRO

CONTRO

f/10	riduzione del problema collimazione e campo maggiormente corretto in visuale	problema di vignettatura nelle riprese con riduttori di focale
f/10	osservazioni planetarie e deep sky ad alti ingrandimenti riduzione delle aberrazioni geometriche	riprese/foto principalmente al sistema solare
f/5	nell'uso visuale date i bassi ingrandimenti che riesce a supportare è particolarmente indicato per oggetti estesi	necessitano di collimazioni maniacali per essere sfruttati al massimo
f/5	riduce drasticamente i tempi di esposizioni fotografiche e	rapporti focali bassi portano alle aberrazioni ottiche

Come detto questo post non può e non vuole essere un postulato sul rapporto focale, invito chi avesse dubbi ad aprire tranquillamente delle discussioni nella sezione TELESCOPI del forum di astronomia.com dove saremo lieti di rispondere ai vostri quesiti con l’aiuto anche di utenti che si applicano direttamente alle riprese astrofotografiche.

Per capire i concetti di telescopio e della sua raccolta luce invece rimando agli eccellenti articoli del Prof. Vincenzo Zappalà:

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[etruscastro]

aggiungo una "vecchia" discussione come implemento al thread!
http://www.astronomia.com/forum/show...apporto-focale

[cherubino]

bravo, fai bene.

però prova ad usare un R-C da 20 cm. con rapporto a f8 e ostruzione del 50% e un newton da 20 cm. con focale f6 e ostruzione del 20% su Giove e poi dimmi se quello a rapporto focale maggiore ti da l'immagine migliore e più dettagliata...

E' una provocazione, la mia, sia chiaro. Solo però per dire che i numeri vanno considerati tutti quando si sceglie uno strumento.

Paolo

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[Huniseth]

Giusto... l'ostruzione non si è considerata, altrimenti si va a complicare la spiegazione teorica, si presuppone identica.
Ma identica non è, è impossibile in quanto il secondario in un rapporto focale più corto è più vicino al primario e deve essere più grande per riflette l'intero fascio luminoso, che è più largo.
Più ostruzione meno contrasto, e meno luce.

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[Antonio1970]

Scusami etruscastro
Sempre riferendomi in visuale, ho dei dubbi su quello scritto giù

Portando un’esempio un telescopio a f/10 farà vedere un Saturno a 100x nella stessa identica visione di un telescopio a f/5 di pari diametro di apertura e a pari ingrandimenti (100x), ciò che praticamente cambia è che in uno strumento a f/5 a differenza di uno a f/10 per raggiungere gli stessi ingrandimenti si necessiterà di un’oculare della metà della focale o di una Barlow 2x.
Secondo me un f/5 a pari diametro del f/10 per avere gli stessi ingrandimenti devi inserire in treno una lente che raddoppia la focale, questa famosa lente anche se di ottima fattura "tipo le Tele Vue", un po scurisce,
chiarisco il f/10 ,203/2030 raggiunge i famosi 100X con un oculare da 20mm, il newton 200/1000 raggiunge i famosi 100x con un oculare da 10mm
preciso che sto usando oculari buoni della stessa ditta "ES" con un campo apparente da 82°
In tutti e due i casi la P.U è 2mm , fin qui ci siamo, non ci siamo quando il f/5 mette in treno un oculare da 20mm più una barlow 2x "buona" aggiuncento questa famosa barlow ,normalmente una lente negativa, matematicamente il fuoco si allontana, e di conseguenza la luce che colpisce la pupilla diminusce.
Se sto sbagliando qualcosa, avvisatemi
Poi per non parlare che un f/5 soffre di coma,risolvibile con un correttore, però e aggingi di qua e aggiungi di la modifichi il percorso che la luce ha nel attaversare lenti ,prismi ,e specchi
Concludo
Un f/5 buono per il fotografico dimezza i tempi di esposizione verso un f/10
Un F/10 buono per il visuale , supersonico per riprese HI RES
Io ho impiegato un po di anni e tanti € per capirlo
Per ora ho un Catadiotrico f/10 da 2350 mm di focale che lo benedico nel visuale e nell HI RES, appena le finanze me lo permettono mi farò un tripretto da 80mm per il fotografico Deep
Poi ho un buon rifrattore 120/1000 che con un diaframma riesco a eliminare del tutto l'abberazione cromatica, non ho bisogno di uno spianatore perchè e corretto .
se ho sbagliato a postare spostatelo nel suo settore. grazie

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[etruscastro]

bravo, fai bene.

però prova ad usare un R-C da 20 cm. con rapporto a f8 e ostruzione del 50% e un newton da 20 cm. con focale f6 e ostruzione del 20% su Giove e poi dimmi se quello a rapporto focale maggiore ti da l'immagine migliore e più dettagliata...

E' una provocazione, la mia, sia chiaro. Solo però per dire che i numeri vanno considerati tutti quando si sceglie uno strumento.

Paolo

Giusto... l'ostruzione non si è considerata, altrimenti si va a complicare la spiegazione teorica, si presuppone identica.
Ma identica non è, è impossibile in quanto il secondario in un rapporto focale più corto è più vicino al primario e deve essere più grande per riflette l'intero fascio luminoso, che è più largo.
Più ostruzione meno contrasto, e meno luce.

benissimo e tutto giusto....
ora dato che questo 3d nasce per i neofiti che leggono per avere informazioni, perché non spiegate a fondo il perché dei vostri commenti?
implementatelo e discutiamone tutti insieme.....

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[etruscastro]

Scusami etruscastro
Sempre riferendomi in visuale, ho dei dubbi su quello scritto giù

gli stessi ingrandimenti devi inserire in treno una lente che raddoppia la focale, questa famosa lente anche se di ottima fattura "tipo le Tele Vue", un po scurisce,
chiarisco il f/10 ,203/2030 raggiunge i famosi 100X con un oculare da 20mm, il newton 200/1000 raggiunge i famosi 100x con un oculare da 10mm
preciso che sto usando oculari buoni della stessa ditta "ES" con un campo apparente da 82°
In tutti e due i casi la P.U è 2mm , fin qui ci siamo, non ci siamo quando il f/5 mette in treno un oculare da 20mm più una barlow 2x "buona" aggiuncento questa famosa barlow ,normalmente una lente negativa, matematicamente il fuoco si allontana, e di conseguenza la luce che colpisce la pupilla diminusce.
Se sto sbagliando qualcosa, avvisatemi

stai guardando proprio il pelo nell'uovo eh?
non credo che stai sbagliando, ma la mia intenzione in questo post non era di scendere nei dettagli (se no lo avrei già fatto!) ma quello di far capire a chi, magari cercando con Google cosa sia il rapporto focale e come varia a secondo dell'uso che se ne fa di un telescopio, si perde con il concetto di "luminosità" telescopica.
anche per questo a fine post invito ad aprire eventualmente nuovi discussioni mirate magari a qualche dubbio che ancora rimane non spiegato nel thread.....

Poi per non parlare che un f/5 soffre di coma,risolvibile con un correttore, però e aggingi di qua e aggiungi di la modifichi il percorso che la luce ha nel attaversare lenti ,prismi ,e specchi

generalmente nell'uso visuale non si mettono correttori o riduttori, sopratutto se fai hires non ce n'è assolutamente bisogno, basta una buona Barlow e già si perde abbastanza luce (secondo i miei gusti!)

Concludo
Un f/5 buono per il fotografico dimezza i tempi di esposizione verso un f/10

mmhh non vorrei essere smentito, ma un f/5 riduce di 4 i tempi di esposizione rispetto ad un f/10!

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[Antonio1970]

Perdonami etruscastro
Per visuale intendevo anche il deep
Io sulla teoria ho dei dubbi, che generalmente li fugo praticamente, in questo modo: prima visualizzo
un di un porzione di cielo con un f/5 usando oculari 18mm 2" con C.A. 82° percepisco l'effetto monitor ai bordi "curvatura di campo"
Poi con un f/10 aplanatico C8HD inserisco un oculare 30mm2" 82° per avere quasi lo stesso campo inquadrato, per incanto la curvatura di campo sparisce , cosa mi fa capire che il C8HD ha un correttore di campo inserito gia di suo, e se mi corregge la cuvatura anche nel visuale significa che anche un non aplanatico puo correggersi con tale accorgimento.
L'atra prova pratica:
fare uno scatto di 30" con un f10 , poi rifare uno con un f/5 di 8" confrontali vedrai che il f/10 con 30" ha memorizzato piu luce del f/5 da 8" provare per credere.
Ora giustamente se dobbiamo approfondire lo farò in un settore adatto
Mi scuso se ho dato l'impressione del pelo nell'uovo
Non metto in dubbio il tuo sapere, cerco solo di capire il perchè.

[etruscastro]

ma qua nessuno mette in dubbio il sapere degli altri, ci mancherebbe, è solo che io non ho capito cosa vuoi dire....
non puoi paragonare il campo di un f5 (non corretto) con un SC, edge hd per giunta, neanche nel visuale!

fare uno scatto di 30" con un f10 , poi rifare uno con un f/5 di 8" confrontali vedrai che il f/10 con 30" ha memorizzato piu luce del f/5 da 8" provare per credere.

credimi, faccio fatica, ti posso chiedere di spiegarti meglio?

[Antonio1970]

Etruscastro io mi riferivo a cio che avevi scritto qui:
mmhh non vorrei essere smentito, ma un f/5 riduce di 4 i tempi di esposizione rispetto ad un f/10!
Io ho provato quello che tu scrivi , e posso garantirti che solo dimezzando i tempi l'f/5 riesce ad memorizzare la stessa luce di un f/10
questa prova l'ho fatta un 3 anni fa in un osservatorio insieme ad altri astroimmager
l'f/10 non era alplanatico.
Dai Lasciamo perdere ,ci stiamo addentrando troppo
se dobbiamo approfondire ,lo facciamo dove è giusto farlo.