关于望远镜集光力的疑问，请大佬解惑

我们都知道：

睁开眼睛，望向天空，在光害条件下，看不到多少星星。但是如果我们举起一个10×50的双筒，那么我们的眼睛瞬间就可以看到多到爆棚的星星。不是我们的眼睛瞬间提升了灵敏度。眼睛还是老样子，不过，是望远镜帮助我们原来不行的肉眼而已。

这个过程里面，有个问题。就是：口径越大，集光能力越强？很容易理解，一个50双筒比不过80双筒的集光力，也就是说80双筒里面看到的星星比50双筒里面要多。换句话说，80双筒可以看到比50双筒能看到的更暗的星星。

除了口径以外，还有个参数就是焦比，也在影响我们看星星的灵敏度。短焦比的双筒要比同等规格长焦比的双筒看到的星星要多。集光力也好。

那么以上都是些我的基本理解，不知道对不对。

接下来我的疑问是：在摄影镜头里面有个概念叫光圈值。

比如光圈值为1.2  的镜头，是否可以抛开了口径参数，直接说，光圈值是1.2的镜头集光力比光圈值是1.8的镜头集光力要强？

真的是可以抛开口径来这样谈论吗？是否50MM口径的光圈为1.8的镜头，集光力不如一个10MM口径，光圈值为1.2的镜头？

错了。光圈只决定像平面上单位面积接收到光子数量的多少。并不决定集光力。而决定集光力的因素只有通光口径。

weiguo1688 发表于 2020-1-4 21:28
错了。光圈只决定像平面上单位面积接收到光子数量的多少。并不决定集光力。而决定集光力的因素只有通光口径 ...

大佬，如此说来，如果我自己做一个50MM口径，焦距180MM的单筒，集光力是否远高于监控系统的M12镜头或者CS镜头？看见暗星的数量和等级是否也远超那些监控的M12的，标称光圈值为F=1.0的镜头？

tcjsjxx 发表于 2020-1-4 22:10
大佬，如此说来，如果我自己做一个50MM口径，焦距180MM的单筒，集光力是否远高于监控系统的M12镜头或者CS ...

50mm口径，180mm焦距。焦比是f3.6，那么视场亮度肯定不能同焦比为F1.0的监控镜头比。道理很简单，单位面积接收的光子少。但是，能不能拍到更多的星，你有一个条件没有给出，那就是视场范围。不同视场范围的话不存在可比性了。那就举个例子来说。在使用相同相机的条件下，视场大小取决于镜头的焦距。那么如果要同50/180具有相同的视场大小，而焦比要达到f1.0，这支监控镜头就必须要有180mm的通光口径。在这个条件下，哪个镜头能够拍摄到更多的星点就不言而喻了。换一个角度，如果监控镜头的焦距是8mm，那么它对应的通光口径就是8mm，如果50mm口径的望远镜也是8mm焦距（当然这不可能），焦比就是f0.16，这样一来当然还是这支奇特的50mm望远镜能拍摄到更多的星点。然而，如果现在你要问50/180的望远镜与8mm/f1.0的cs镜头哪个能拍到更多的星点？显然cs镜头的视场要比望远镜的视场大得多，你说哪个拍到的星点多？

还是那句话，集光力只取决于通光口径。

1 焦比就是光圈
2 对于恒星，口径越大能看到的越暗

weiguo1688 发表于 2020-1-4 22:28
50mm口径，180mm焦距。焦比是f3.6，那么视场亮度肯定不能同焦比为F1.0的监控镜头比。道理很简单，单位面 ...

大佬，视场大的拍到的星点多？
那么监控M12的光圈F=1.0的拍到的暗星等级也比50MM口径的大？比如50口径可以看到9等，那么M12的能看到12等星？因为单位面积上光圈大的更亮啊。

tcjsjxx 发表于 2020-1-4 22:32
大佬，视场大的拍到的星点多？
那么监控M12的光圈F=1.0的拍到的暗星等级也比50MM口径的大？比如50口径可以 ...

   看到多暗的星只取决于望远镜的通光口径。与焦距无光，当然也与焦比无关。但看到多少数量的星就与焦距有关了，因为焦距决定视场大小。视场大了看到的星星自然也会多，这不稀奇吧。注意看到星星多不一定就是能看到更暗的星，这是两个概念。天文望远镜中都会给出极限星等这个参数，也就是这台望远镜能够看到多暗的星。这个参数只与望远镜的口径有关。
   还有，不要把目视和摄影混为一谈。摄影能够拍到多暗的星，不仅取决光学系统，还取决于相机性能和拍摄参数。

weiguo1688 发表于 2020-1-4 22:53
看到多暗的星只取决于望远镜的通光口径。与焦距无光，当然也与焦比无关。但看到多少数量的星就与焦距 ...

嗯。谢谢大佬。我这只是针对纯目视而言的，那么仅仅对于摄影的镜头而言，光圈相同，但是口径不同的镜头，焦距一定不相同。那么对于大口径大焦距的镜头，其单位像面的亮度和小口径小焦距的镜头，其单位像面的亮度是完全相同。

但是如果有一个小镜头比如M12，4MM焦距的时候，假设它的光圈为F 1.0,那么它的通光孔径也就是4MM . 另外一个大镜头比如CS镜头，它的焦距是8MM，它的通光孔径做到了8MM，那么它的光圈也就是F 1.0.这个时候，CS镜头能看到的暗星等级会比M12镜头看到的暗星等级更高，比如M12能看到7等，那么CS能看到10等。是这样吗？但是对于焦比相同的情况，那么其像面单位面积的亮度是相同，那么就是说，一个10等的暗星在CS镜头上的亮度和一个7等星在M12上的亮度是相同的啊？

是这样的么？

那么设想另外一种情况，假如M12的光圈还是F 1.0，另外一个CS镜头的光圈是F 2.0   那么意思就是说，CS镜头的单位像面亮度比M12低一半。但是由于CS同光口径大，那么仍然可见10等暗星（假设M12仍然看到7等）只不过，在像面上，CS看到的10等暗星，比M12看到的7等暗星亮度要低？

但问题是，既然亮度上来了，难道暗星的显形岂不是更容易了么？还是我弄错了？

tcjsjxx 发表于 2020-1-5 08:38
嗯。谢谢大佬。我这只是针对纯目视而言的，那么仅仅对于摄影的镜头而言，光圈相同，但是口径不同的镜头， ...

恒星是点光源，如果不考虑大气影响的话它在像平面上只是一个点。与面光源不同的是点光源无论多长焦距的光学系统，它都是一个点。而面光源在不同焦距的系统中，像平面上成像的大小是不同的。焦距越长像越大，这就等于将光子分布在更大的面积上，相当于单位面积上接收的光子就少了。所以在衡量面光源成像亮度时，用焦比容易理解。但对于点光源，不存在像的大小，只需要考虑系统接收到光子的多少。

weiguo1688 发表于 2020-1-5 09:02
恒星是点光源，如果不考虑大气影响的话它在像平面上只是一个点。与面光源不同的是点光源无论多长焦距的光 ...

哦。原来如此啊。谢谢了。

这帖子很棒，过会儿仔细阅读一下！！现在真的很少有这么深入的讨论了！！

目视又不是只有物镜，还有目镜呢，物镜的焦比大，要达到同样的倍率，目镜的焦比也得大，两者对冲了。物镜的焦比大，像差小，但长焦目镜也不好配

光圈就是焦比，不考虑T值绝对光圈的话差不多一个意思 目视的话主要看口径和倍率 摄影强调焦比