Refraktorokról - általában

Lencsés- és tükrös távcsövek
Avatar
Attila
Hozzászólások: 2604
Csatlakozott: 2009.09.07. 10:18

Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Attila » 2018.08.14. 10:46

Az értelmezési problémákat elkerülendő, valamint a refraktorok működésének megértése szempontjából hasznos információk összegyűjtése okán nyitottam ezt a topic-ot.
Az első két cikk, amit mindenkinek a figyelmébe ajánlok, akik a téma iránt komolyabban érdeklődnek, az alábbiak.

A legutóbbi, 2018/07-08-as összevont Meteor számban olvasható egy kiváló írás Babcsán Gábor tollából a legendás minőségű, hosszú fókuszú Fraunhofer akromatikus refraktortokról, valamint ezek mai képviselőiről.
Nagyon korrekt írás, amiből kiolvasható, hogy az akromátokat koránt sem kell még temetni - csak jól kell tudni választani.

Továbbá fellelhető még a neten Gyulai Palinak a refraktor-objektívek képalkotásának optikai elveit ismertető leírása (még 2005-ből), ami végigtárgyalja az egyszerű, egytagú lencséktől kezdve, a "klasszikus" akromátokon át a modern ED akromátokat ("semi-APO"-k) és a háromtagú "valódi" fluorit anyagokat alkalmazó apokromatikus triplett objektíveket. Mindeközben megismerteti az olvasót az optikai leképezési hibákkal - természetesen elsősorban a refraktorokra vonatkoztatva ezeket. Bár elég hosszú cikk, de nagyon olvasmányos, és - egy-két részlettől eltekintve - magasabb matematikai és fizikai háttérismeret nélkül is megérthető (pl. hogy mitől APO egy APO).
A cikk: ftp://alag3.mfa.kfki.hu/PUB/Astro/Telescopes/APO.pdf
(Ez alapján vettem az első APO lencsémet tőle anno dacumal... :D )


MDA
Egy mérés nem mérés, két mérés fél mérés; három méréssel már lehet kezdeni valamit...
gyulaipal
Hozzászólások: 21
Csatlakozott: 2012.09.13. 16:06

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: gyulaipal » 2018.08.15. 16:41

Hej,

elolvastam az általam kb. 13 éve írt tanulmányt. Azért tettem ezt, mert féltem, hogy sok marhaságot találok benne, ezeket pedig jobb lett volna előbb helyretenni, mint utóbb.

Szerencsére (és meglepetésemre) őrült nagy butaságot nem láttam a szövegben. Pár aprósággal kapcsolatban azért időközben megváltozott a véleményem:

- az aszférikus felület a gyakorlatban NEM akkora varázslat, mint azt annak idején hittem. Pár évet eljátszottam ugyan a célravezető technológia kitalálásával, de ma már minden lencsénken van (legalább egy) aszférikus felület.

- a Chromacor-os részt most csak átfutottam, de szerintem azt (még) NEM említi a szöveg, hogy ELMÉLETILEG LEHETETLEN egy "kész" (azaz önmagában is használható) lencse színhibáját utólag tökéletesen eltüntetni a fókuszsík elé tett (relatíve kicsi) korrektorral. Ez a korrekció CSAK a látómező egyetlen pontján lehet tökéletes, minden más pontban másodrendű színszórást fog mutatni a kép, tehát a Chromacor jószerivel CSAK BOLYGÓZÁSRA és csak rendes állványon használható (a bolygó NEM mozdulhat el a látómező közepéről). Régebben ezt matematikai értelemben be is tudtam bizonyítani. De hát hol is van ma már a Chromacor... :-)

- Már van matematikailag- és tartalmában is (szerintem) korrekt definíciója a csillagászati távcsövek apokromatizmusának. A dolog egyik szépséghibája az, hogy ezt én alkottam meg (vagy 10 éve) a másik szépséghiba meg az, hogy ez a dolog a valóságban kb. a kutyát sem érdekli. Talán egy-két említést láttam az elmúlt években arra vonatkozóan, hogy az új definíciót használták pl. külföldi fórumon ... de az igazság az, hogy az anatőrcsillagászok az elmúlt (mondjuk) 100 évben is vagyonokat költöttek APO távcsövekre úgy, hogy fogalmuk sem volt róla mi is az pontosan ... és szerintem ezután is még legalább 100 évig ezt fogják tenni ... és nem hiszem, hogy jobban fogja őket érdekelni a kérdés elméleti oldala. Mindegy, nekem nyugodt a lelkiismeretem, én megtettem amit megkövetelt a "haza". :-)

- Ami a hosszú fókuszú (Busch) objektívek esetén működött, az a rövid fókuszú ED triplet esetén már nem pontosan ugyanúgy működik. Ha a fényerős ED triplet középső tagját kitoljuk a középpontból, jelentős mennyiségű kómahiba is keletkezik az elsőrendű színszóráson kívül. Emiatt a gyakorlatban NEM lehet a légkör színszórását a tagok "tologatásával" korrigálni. ez csak egy külső, erre a célra gyártott eszköz segítségével lehetséges.

- A tanulmány "sugallata" ellenére nagyon is léteznek olyan üveganyag-kombinációk, amelyek 3 hullámhosszon azonos fókusztávolságú lencse építését teszik lehetővé (mindössze) 2 tag használata mellett. Ezekkel csak az a gond, hogy NEM lehet elosztani a görbületet az ED tag két "oldalán", így kb. kétszer erősebb lesz a belső görbület, vele pedig a szférokromatizmus. Az ilyen távcsövek egyik példája az AstroPhysics Star 12

A másik topic-ban felmerült kérdésre válaszolva: a rövid fókuszú (pl. F/5) ED APO lencséket azért (kb.) LEHETETLEN megépíteni a gyakorlatban, mert még az APO lencsékben használt modern üveganyagok Abbe számai is (relatíve) sokkal kevésbé térnek el egymástól (95:60 azaz kb. 1,58:1) , mint az akromátok esetén (60:30 azaz kb. 2:1). Az Abbe szám fogalma benne van a fent linkelt tanulmányban, felesleges lenne ide is lekörmölni.

Az Abbe számok problémája miatt HÁROM lehetőség van nagyon fényerős ED APO építésére:

- a korrekt (azaz egymáshoz "illő", 95:60 Abbe számú) üveganyagokat használjuk a lencséhez. Mivel azonban a szférokromatizmus NAGYON NEM LINEÁRISAN nő a fókusztávolság rövidítésével (hanem SOKKAL meredekebben) ezért F/5 mellett már olyan borzalmasan erős lenne a lencse szférokromatizmus miatt keletkező színhibája, hogy a kép csak alig lenne kevésbé színes, mint egy akromát képe. Ráadásul az erős belső görbületek miatt nagyon vastag üvegből kellene elkészíteni mindkét tagot, így baromi drága is lenne a szükséges üveganyag, rengeteg munka lenne a görbületek kialakítása és nehéz lenne őket pontos gömbfelületre polírozni. Plusz a borzalmasan erős belső görbületek miatt nagyon érzékeny lenne a lencse mechanikailag. Magyarul lenne egy sok munkával, irreálisan drága alapanyagból elkészített, mechanikailag szinte beállíthatatlan de csúnyán színező lencsénk. Nem véletlen, hogy SENKI nem lát ebben a dologban sok racionalitást. :-)

- A második lehetőség az, hogy a negatív tagot az ideálisnál alacsonyabb Abbe-számú anyagból készítjük. Mondjuk valami 47 körüli Abbe számú üvegből. Ezzel az Abbe számok aránya 2:1 körüli értékre módosult, így már a belső görbületek kb. az azonosak egy akromát görbületeivel, magyarul MEGOLDOTTUK mind a szférokromatizmus- mind a mechanikai érzékenység problémáját. A gond csak az, hogy ennek az üvegnek viszont a parciális diszperziói NEM fognak egyezni az ED taggal, tehát a lencse akromátként fog működni. A LONGITUDINÁLIS SZÍNHIBÁJA ugyan lecsökkent a lencsének (kb. felére) de a lencse anyagköltsége és elkészítésének munkaigénye is kb. azonos egy (mondjuk) F/8-as ED APO lencsével, ami viszont lehetne (gyakorlatilag) színmentes az ég alatt. Ki akarna venni (vagy a garázsban megépíteni) egy "sima" akromátot egy jó APO helyett, ha a kettő azonos költség és kb. ugyanannyi munka?

- A harmadik lehetőség, hogy a negatív tagban is egy speciális üveget használunk. Mondjuk egy KurzFlint üveget, így talán lehetne jó F/5-ös ED APO-t építeni 2 "különleges" tagból. De a KurzFlint ára kb. azonos az ED (fluoro-crown) üveg árával, így a két speciális tag költsége (közel) DUPLÁJA lenne az eredeti anyagköltségnek. Ez értelmetlen pazarlás, ennél SOKKAL OLCSÓBB (és optikailag is sokkal jobb) megoldás egy triplet lencse.

Összefoglalva: F/5-ös ED APO azért nincs a piacon, mert egy ilyen kéttagú lencse vagy sokkal drágább (de optikailag sokkal gyengébb) lenne egy triplet lencséhez képest, vagy optikailag teljesen elfogadhatatlan lenne a teljesítménye (és ennek ellenére is jó drága lenne). A dolog elméleti oka a szférokromatizmus erős nemlinearitása, ez teszi jószerivel "lehetetlenné" a jól korrigált de nagyon fényerős APO lencsék építését. Ezzel szemben a longitudinális színhiba kb. lineárisan változik a nyílásviszonnyal, így a rövid fókuszú akromátok NEM szembesülnek hasonló problémával (csak hát ezeknek meg a "természetes" színhibája a probléma, főleg F/5 mellett).

GyP
Avatar
Attila
Hozzászólások: 2604
Csatlakozott: 2009.09.07. 10:18

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Attila » 2018.08.15. 17:35

Tehát - ha jól értem - durva közelítésként az alábbi kategóriák jellemezhetők optikai minőség szempontjából "gazdaságos refraktor típusnak" (aminek a határai persze összemosódnak, főleg az átmérő növekedésének és a tervezés/kivitelezés színvonalának függvényében):

- F/5 ... F/7-F/8 --> Fluorit APO triplet
- F/7-F/8 ... F/10 --> ED doublet akromát ("semi-apo")
- F/10 ... F/15 -- > Fraunhofer akromát

Ez persze erős leegyszerűsítés, de a lényeg, hogy itt érdemes keresgetni, ha tényleg jó optikai minőségű műszert akar az ember (annyiért, amennyiért...).
Ha viszont nagyobb átmérőkben gondolkozunk, akkor mindegyik nyílásviszony-határ a hosszabb irányba tolódik el.

Jól gondolom, Pali?


MDA
Egy mérés nem mérés, két mérés fél mérés; három méréssel már lehet kezdeni valamit...
Avatar
Gábor1967
Hozzászólások: 781
Csatlakozott: 2010.05.31. 08:59

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Gábor1967 » 2018.08.15. 19:46

Ténylegesen mióta is készítenek 3 tagú, apó objektíveket távcsőknek?
"A kitakarás mentes távcső lényege, hogy ne takard ki az összetartó fénysugár közepét, mert ez a távcsöved lelke" - A. S. Leonard
Avatar
m.laci
Hozzászólások: 18
Csatlakozott: 2017.03.26. 12:27

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: m.laci » 2018.08.15. 22:34

Attila, nagyon jó ötletnek tartom a topik létrehozását. Remélem sok érdekességet fogunk itt olvasni. :)
"A csillagászat alázatra nevelő, jellemépítő tapasztalat." - Carl Sagan
Avatar
Mozdonyos
Hozzászólások: 430
Csatlakozott: 2015.08.23. 21:31

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Mozdonyos » 2018.08.15. 23:57

gyulaipal írta:
2018.08.15. 16:41
Hej,


A másik topic-ban felmerült kérdésre válaszolva: a rövid fókuszú (pl. F/5) ED APO lencséket azért (kb.) LEHETETLEN megépíteni a gyakorlatban, mert még az APO lencsékben használt modern üveganyagok Abbe számai is (relatíve) sokkal kevésbé térnek el egymástól (95:60 azaz kb. 1,58:1) , mint az akromátok esetén (60:30 azaz kb. 2:1). Az Abbe szám fogalma benne van a fent linkelt tanulmányban, felesleges lenne ide is lekörmölni.

Az Abbe számok problémája miatt HÁROM lehetőség van nagyon fényerős ED APO építésére:

- a korrekt (azaz egymáshoz "illő", 95:60 Abbe számú) üveganyagokat használjuk a lencséhez. Mivel azonban a szférokromatizmus NAGYON NEM LINEÁRISAN nő a fókusztávolság rövidítésével (hanem SOKKAL meredekebben) ezért F/5 mellett már olyan borzalmasan erős lenne a lencse szférokromatizmus miatt keletkező színhibája, hogy a kép csak alig lenne kevésbé színes, mint egy akromát képe. Ráadásul az erős belső görbületek miatt nagyon vastag üvegből kellene elkészíteni mindkét tagot, így baromi drága is lenne a szükséges üveganyag, rengeteg munka lenne a görbületek kialakítása és nehéz lenne őket pontos gömbfelületre polírozni. Plusz a borzalmasan erős belső görbületek miatt nagyon érzékeny lenne a lencse mechanikailag. Magyarul lenne egy sok munkával, irreálisan drága alapanyagból elkészített, mechanikailag szinte beállíthatatlan de csúnyán színező lencsénk. Nem véletlen, hogy SENKI nem lát ebben a dologban sok racionalitást. :-)

- A második lehetőség az, hogy a negatív tagot az ideálisnál alacsonyabb Abbe-számú anyagból készítjük. Mondjuk valami 47 körüli Abbe számú üvegből. Ezzel az Abbe számok aránya 2:1 körüli értékre módosult, így már a belső görbületek kb. az azonosak egy akromát görbületeivel, magyarul MEGOLDOTTUK mind a szférokromatizmus- mind a mechanikai érzékenység problémáját. A gond csak az, hogy ennek az üvegnek viszont a parciális diszperziói NEM fognak egyezni az ED taggal, tehát a lencse akromátként fog működni. A LONGITUDINÁLIS SZÍNHIBÁJA ugyan lecsökkent a lencsének (kb. felére) de a lencse anyagköltsége és elkészítésének munkaigénye is kb. azonos egy (mondjuk) F/8-as ED APO lencsével, ami viszont lehetne (gyakorlatilag) színmentes az ég alatt. Ki akarna venni (vagy a garázsban megépíteni) egy "sima" akromátot egy jó APO helyett, ha a kettő azonos költség és kb. ugyanannyi munka?

- A harmadik lehetőség, hogy a negatív tagban is egy speciális üveget használunk. Mondjuk egy KurzFlint üveget, így talán lehetne jó F/5-ös ED APO-t építeni 2 "különleges" tagból. De a KurzFlint ára kb. azonos az ED (fluoro-crown) üveg árával, így a két speciális tag költsége (közel) DUPLÁJA lenne az eredeti anyagköltségnek. Ez értelmetlen pazarlás, ennél SOKKAL OLCSÓBB (és optikailag is sokkal jobb) megoldás egy triplet lencse.

Összefoglalva: F/5-ös ED APO azért nincs a piacon, mert egy ilyen kéttagú lencse vagy sokkal drágább (de optikailag sokkal gyengébb) lenne egy triplet lencséhez képest, vagy optikailag teljesen elfogadhatatlan lenne a teljesítménye (és ennek ellenére is jó drága lenne). A dolog elméleti oka a szférokromatizmus erős nemlinearitása, ez teszi jószerivel "lehetetlenné" a jól korrigált de nagyon fényerős APO lencsék építését. Ezzel szemben a longitudinális színhiba kb. lineárisan változik a nyílásviszonnyal, így a rövid fókuszú akromátok NEM szembesülnek hasonló problémával (csak hát ezeknek meg a "természetes" színhibája a probléma, főleg F/5 mellett).

GyP
Köszönöm a felvilágosítást.
Skywatcher BD 80ED+AZ4, Carl Zeiss Jéna 7×50MC,
Fujinon FMTR-SX 10×50, Minox BL 8×56.
Avatar
m.laci
Hozzászólások: 18
Csatlakozott: 2017.03.26. 12:27

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: m.laci » 2018.08.20. 08:55

Azt lehet tudni, hogy az oroszoknál (lomo, lzos)gyártott lencsék mifélék-kifélék? Illetve ezek hogyan viszonyulnak pl. a fluorit-hoz, vagy más, modern üvegekhez képest? Egyáltalán, lehet róluk tudni valamit vagy még mindig ipari titoknak minősülnek?
"A csillagászat alázatra nevelő, jellemépítő tapasztalat." - Carl Sagan
kazi
Hozzászólások: 226
Csatlakozott: 2019.02.23. 13:55

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: kazi » 2019.03.08. 18:27

Több helyről hallottam már, hogy a Fraunhofer akromátok azt szeretik, ha az objektív szorítógyűrű csak annyira van meghúzva, hogy a tubust függőlegesen tartva és kicsit megrázva a lencséknek hallhatóan mozogni kell tudni a foglalatban. Igaz ez?
Végh Zoli
Hozzászólások: 452
Csatlakozott: 2009.09.15. 21:02

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Végh Zoli » 2019.03.08. 23:08

kazi írta:
2019.03.08. 18:27
Több helyről hallottam már, hogy a Fraunhofer akromátok azt szeretik, ha az objektív szorítógyűrű csak annyira van meghúzva, hogy a tubust függőlegesen tartva és kicsit megrázva a lencséknek hallhatóan mozogni kell tudni a foglalatban. Igaz ez?

Nem hinném , az én lencséseimben nem lötyögnek a lencsetagok .
Avatar
Vizi Péter
Hozzászólások: 1738
Csatlakozott: 2009.10.12. 17:59

Re: Refraktorokról - általában

Hozzászólás Szerző: Vizi Péter » 2019.03.09. 00:49

Nem igaz. pont annyira kell meghúzni, hogy ne mozogjanak. Nem nagy ügy, könnyen megy.
Válasz küldése

Vissza: “Távcsövek”