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白天用望远镜能看到星星的原理?

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eoixm 发表于 2009-10-10 20:39 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–福建–厦门 电信

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昨天研究下望远镜对点光源和扩展光源(面光源)放大的原理,在这里请教下,请高手看看对不对。

1、望远镜对点光源的主观亮度放大倍数(望远镜出瞳<眼睛瞳孔直径 情况下)

主观亮度放大倍数 同比于 (望远镜物镜直径/人眼睛瞳孔直径)²

2、望远镜对扩展光源的主观亮度放大倍数(望远镜出瞳<眼睛瞳孔直径 情况下)


主观亮度放大倍数 同比于 (望远镜出瞳直径/人眼睛瞳孔直径)²

举例,1个物镜直径100MM,放大倍数200倍,望远镜出瞳直径=100/200=0.5,假设这时人眼睛瞳孔直径2MM(白天)

星星(点光源)主观亮度放大倍数 同比于 (100/2)²=2500,增量2500倍
天空(面光源)主观亮度放大倍数 同比于 (0.5/2)²=1/16,天空亮度减弱到1/16

天空和星星的相对亮度变化=2500/(1/16)=40000,相当于星星亮度增亮40000倍,相当于增加了11.5星等

所以理论上就有白天用望远镜看到星星的可能?不知道以上算法是否正确,请高手赐教。
 楼主| eoixm 发表于 2009-10-10 20:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–福建–厦门 电信
所以,是不是可以这么说,白天要看星星,一种方法是增加物镜口径(增加点光源放大倍数),一种方法是提高放大率(降低望远镜出瞳直径/人眼睛瞳孔直径 之比,从而降低面光源放大倍数)。
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735725028 发表于 2009-10-10 20:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–钦州–灵山县 电信
哇,专业,我不懂也..我白天没用过望远镜看星星
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 楼主| eoixm 发表于 2009-10-10 20:55 | 显示全部楼层 来自: 中国–福建–厦门 电信
以后等有高倍数的天望在白天试试,我现在只有7*50双筒 ,按以上公式算了,相对亮度增加200倍,大约5.8星等,也许亮点的星可以,改天白天看着星图打打木星看看
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cskepper 发表于 2009-10-10 21:07 | 显示全部楼层 来自: 中国–云南–丽江 联通
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kellandlv 发表于 2009-10-10 21:07 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通
这理论要是对,您别说白天看了,晚上还怕光害吗?所以。。。。
偶才疏学浅理论不透,但感觉算法问题所在就在于把星星当作点光源天空当作面光源,让两个出现不同的倍数放大吧。在这里我以为要一视同仁,俺以为点面光源这种概念本来就是在某些情况下需要进行人为的理想化创造出的概念,是要忽略很多东西的。
个人以为光学可见度的关键就是对比度,也就是两个物体的亮度比。而望远镜对于两个物体的亮度是同等倍数放大或者说变化的,所以亮度比不变,因此对比度不变,因此当初看不见,放大了还是看不见——忽略物体个头大小的因素。
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 楼主| eoixm 发表于 2009-10-10 21:21 | 显示全部楼层 来自: 中国–福建–厦门 电信
“而望远镜对于两个物体的亮度是同等倍数放大或者说变化的”-我个人认为点光源和面光源还是有差别的
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后心发冷 发表于 2009-10-10 22:27 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 联通
感觉这贴向mk帖靠拢了。
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kellandlv 发表于 2009-10-10 22:37 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通


如果有差别,按照这理论,望远镜最终会让暗弱的恒星亮度超过行星,行星甚至超过月亮吧。。。。
点和面,那是人的规定是一种对研究模型的省略简化吧,星星本身都是个面,只不过远了看着小,既然原本都是有面积的,凭什么要按照人的规定哪个就是点就要放大的大和而那个大点的就是面就要放大的小了呢?光学原理还引入人的主观因素了? 当然除非和光的波长有什么关联,甚至有点啥量子效应,不过那是微观范畴了吧咱们这种望远镜估计是不用考虑的吧
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陈彬 发表于 2009-10-10 22:38 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–揭阳 电信
这也行。。。
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江枫 发表于 2009-10-10 23:00 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海–松江区 电信
日全食可以
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后心发冷 发表于 2009-10-10 23:09 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 联通
lz的错误不是一点,好多啊!
1、外界的面光这种说法有问题!
天空会主动发光吗,是不是有些太亮的点(sun)发出的光通过大气漫反射的?(大气漫反射就不反射你要观测星点的光,只漫反射太阳光?)

2、等效亮度怎么还有主观的定义语,还和放大有关?
亮度大表示光通量大,首先是口径、倍率的关系,而且越和眼睛匹配就会显得更亮。(两间房,一个墙上小洞照进的光和另一个窗户哪个进光多,房间里亮度高?)而倍率是物镜焦距和目镜焦距决定的。
(口径/倍数)的平方,得出等效亮度,目镜的出瞳距若是7毫米,则对于大部分年轻人都合适,能做到看起来最亮(瞳孔效率最高),出瞳距越短,眼睛就贴近目镜片约进,直到你眼球的角膜完全接触到目镜镜片。
若是有这样一种目镜,可以伸进你的眼眶,紧贴你的眼球,你才可以考虑瞳距在1毫米以下。
3、而且你的所谓的公式带入:前一个用100/2,后一个用0.5/2,0.5我可以理解,是出瞳直径和瞳孔的比较,但是100是什么直径?也是目镜出瞳直径,还是物镜口径。你直接用物镜片帖眼球上?
4、还有lz有个错误没有意识到,你的白天瞳孔说是2毫米,在望远镜下,光线变弱,瞳孔可是会变大的。
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后心发冷 发表于 2009-10-10 23:12 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 联通
白天看星就一个办法:
增加物镜的焦距!当焦距加长到大气层外,白天就可以看星星了。
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reportin 发表于 2009-10-10 23:17 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海–嘉定区 电信
不大可能吧
你的口径再大
收集到的星光再多
天空的背景光亮也总比它多
不可能的,顶多看到天上的云吧
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wolfbeard 发表于 2009-10-11 00:19 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 联通
口径大一点,焦比弄到 FXX(几十的样子)应该能看见几颗星星,天文学家是这么告诉我的。
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雨夜狼星 发表于 2009-10-11 00:41 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–潮州 电信
实践是检验真理的唯一标准,理论和实际是有差异的
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kellandlv 发表于 2009-10-11 00:47 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通
口径大一点,焦比弄到 FXX(几十的样子)应该能看见几颗星星,天文学家是这么告诉我的。
wolfbeard 发表于 2009-10-11 00:19


想了想,这应该不是楼主说的放大问题,而是发光强度问题,单位面积上的光通量(具体到这个问题上面积指的不是实际面积,而是天空面积,平方度平方秒啥的)。由于星光面积非常小,虽然光通量小但是光强度还是较大的,所以当采用长焦望远镜充分放大后天空背景亮度较低,而星星的尺寸也被放大到人眼较为敏感的尺寸而不再是太小让视网膜细胞都无法把它和明亮的背景分开,这时亮度高的星星就有可能从背景中脱颖而出了。这还有个前提是星光的发光强度要比天空的发光强度要大才行。
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kellandlv 发表于 2009-10-11 01:10 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通
感觉楼主说的点面光源的问题就在于只是主观上的放大倍数不同,这实际上类似视错觉。而当你要把两种光源放在一起来比较的时候,就不能用这种人的主观感受上的参数来比较,必须考虑他们的绝对亮度差异。
比如点光源为何主观感受觉得放大的倍数更大,很可能是只要不太强烈的点光源,人眼不必去缩小瞳孔大小,而面光源如果整体被放大了亮度,人眼是一定要缩小瞳孔大小来降低亮度的!所以这种主观感受是不能拿来做比较的,因为如果两个物体同时存在,那么瞳孔一样的收缩,点光源也一样会被降低亮度。这样才是合理的逻辑。
否则,按照楼主的逻辑就会出现一个暗的点光源和一个明亮的面光源放在一起时同时被望远镜放大后看到点光源比面光源还亮的完全不可能也不合理的结论了。
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kellandlv 发表于 2009-10-11 01:26 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通
又想了想,其实简单问题被复杂化了,这种现象本来是常见的。
比如光害严重的地区,肉眼很难看到几颗星,但是用望远镜呢,可能看到多一点的星星——但这绝不是说望远镜就可以放大点光源不怕光害了,比天空背景暗的星星看不到就是看不到。
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长春目视派 发表于 2009-10-11 02:14 | 显示全部楼层 来自: 中国–吉林–长春 联通
白天看星就一个办法:
增加物镜的焦距!当焦距加长到大气层外,白天就可以看星星了。
后心发冷 发表于 2009-10-10 23:12



呵呵。这办法可行啊。直接在镜筒上做部电梯吧。大家都上太空玩一圈
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