论导星镜及导星CCD的选择

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 12:22

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？加入牧夫（请注明天文爱好者，否则无法通过审核，请勿使用gmail/outlook/aol/icloud邮箱注册）

×

本帖最后由 JoshuaShaw 于 2013-1-27 01:05 编辑

原贴在 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-244194-1-1.html 的79楼。写完以后，感觉对新手们还是有一些意义的。所以毛遂自荐，转发一贴。如有不周之处，还请多多海涵。谢谢。

绿城501 发表于 2012-10-15 11:15

登录/注册后可看大图

请问：用80/400导星有点大吗和50/300，50/220那些小的有啥区别

这个说起来比较复杂。

导星无非两点：
1. 找导星
2. 导星精度

对于找导星，实际上是两个因素决定的：
i. 成像范围中，星星越亮，越好找被导星；
ii. 成像范围，越大，越能看到更大的范围，在更大的范围里，一定能找到更多的被导星；
iii. CCD的量子效率，越高，越能分辨暗弱的被导星，所以越容易找到被导星。
对成像范围，又有两个因素需要考虑：望远镜的像场 & CCD的尺寸

在导星镜F值一致的时候，星的亮度是一样的。比如80/400是F5，50/300是F6，50/220是F4.4（部分错误，见下文。目前比较可能正确的结论）。
星的亮度，部分和导星镜的口径正相关。部分的和导星镜的焦比逆相关，所以80口径的亮度会大于50口径的。

成像范围内，我没具体计算。但是可以知道的是：不同的导星镜的像场会不一样大。
但是，只要你的镜子的口径不是很小很小，那么，对于大部分，尺寸为1/2、1/3英寸的导星CCD来说，成像范围主要和CCD的面积有关系，和镜子的像场大小没关系。

基于上面的假设。上面这些导星镜可以看到的星点的亮度，50/220 > 80/400 > 50/300。（部分错误，见下文。目前比较可能正确的结论）

根据laomm同好的理论（未经实验证实，考虑衍射效应）星点在镜子中的亮度（单位面积中光能量）。可以经验公式
L = C * D/F决定。其中C是常数，与恒星的星等有关。
那么80/400的镜子的恒星亮度为
L80400 = C*80/5 = 16C
50/220镜子亮度
L50220 = 11.36C
50/300的镜子亮度
L50300 = 8.33C
（如同好有条件，希望可以做实验验证上述理论）

基于上面的假设。上面这些导星镜可以看到的星点的亮度，80/400 > 50/220 > 50/300。
同时，在选择导星CCD时，在导星望远镜的像场大小足够大时，应尽量选择尺寸大的CCD。当然在众多的CCD中的，考虑到成本，在量子效率基本相同的情况下，尽量选择1/2英寸的CCD做导星CCD。如果你有钱，选更大面积的导星CCD也是有价值的。当然，在相同尺寸的CCD中，选择量子效率高的CCD会对找到被导星更有好处。

下面讨论导星精度：

导星精度和三个事有关系
1. 软件算法
2. CCD的像素密度
3. 导星镜的焦距

对于1就不说了。
2的话，CCD像素密度越高，导星精度越高
3的话，导星镜的焦距越长，导星精度越高

但是导星精度也有一个极限值，高于这个极限值的导星精度是无意义的。这个极限值是由摄星CCD的像素密度决定。

所以要想导星精度高，你需要细密的导星CCD，需要长焦距的导星镜。但是无限增加导星镜焦距，如果不同步增加口径，F值会变大，会不利于找到被导星，同时，也因为摄星CCD的像素密度是有限的，太高的导星精度也是无意义的。所以我们追求导星镜的焦距，也并不是越高越好。

所以基于以上认识，对于导星镜，你需要一个起码的焦距。这个焦距可能是220，可能是300，也可能是400。
在这个基础上，如果你想让被导星更容易被发现，你需要做的包括
1. 加导星镜口径，提高星点亮度。
2. 增加导星CCD的尺寸。
3. 提高导星CCD的量子效率

我资金有限，碰巧对HEQ5PRO还比较有信心。

所以我就用便宜的导星CCD（SPC900 NC）。用大口径的导星镜。

laomm · 发表于 2012-10-15 12:29

我觉得导星镜的F值是没啥意义的，星点的亮度只与镜头的口径有关，lz的结论ms是错误的

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 12:31

本帖最后由 JoshuaShaw 于 2012-10-15 14:21 编辑

laomm 发表于 2012-10-15 12:29

登录/注册后可看大图

我觉得导星镜的F值是没啥意义的，星点的亮度只与镜头的口径有关，lz的结论ms是错误的

...

星点亮度只和F值有关系，和口径无关。

因为，实际上的星点在CCD上的成像是有面积的。而不是理论上的一个点！

你应该没看过谁的深空照片上的星星只是一个像素的吧？

只要是有面积的，它的亮度就是和F值有关系。

呆萌de校长 · 发表于 2012-10-15 12:32

互相交流学习，感谢经验分享

laomm · 发表于 2012-10-15 12:37

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 12:31

登录/注册后可看大图

星点亮度只和F值有关系，和口径无关。

因为，实际上的星点在CCD上的成像是有面积的。而不是理论上的一个 ...

F值只是摄影里面的概念，星点的大小跟镜头的焦距没有关系，跟镜头的素质有关系
拍星云的话F值是有用的

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 12:38

laomm 发表于 2012-10-15 12:37

登录/注册后可看大图

F值只是摄影里面的概念，星点的大小跟镜头的焦距没有关系，跟镜头的素质有关系
拍星云的话F值是有用的
...

星点的大小和镜头焦距没有关系吗？你去试试就知道了。

laomm · 发表于 2012-10-15 12:40

本帖最后由 laomm 于 2012-10-15 12:42 编辑

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 12:38

登录/注册后可看大图

星点的大小和镜头焦距没有关系吗？你去试试就知道了。

这些不用试，上过中学的学生都知道的常识
深空照片里面的星点是多次曝光造成的，而不是镜头成像造成的
当然，根据光的衍射，越大的口径星点越小，倒是跟口径有关
您可以借一个50/220来试试，保准比你的80/400暗很多

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 12:41

本帖最后由 JoshuaShaw 于 2012-10-15 12:44 编辑

laomm 发表于 2012-10-15 12:40

登录/注册后可看大图

这些不用试，上过中学的学生都知道的常识
深空照片里面的星点是多次曝光造成的，而不是镜头成像造成的
...

所以说，你知道的是理论。中学里学的全是理论上的理想情况。现实不是理论，所以让你试一下。
简单的很，用一个镜子，你用5mm，10mm，20mm，40mm的目镜去看同一颗星星，你感觉亮度会不会有变化。

目标柏林 · 发表于 2012-10-15 12:45

星点大小和焦距理论上几乎是无关的。

设想一下，如果只是几百MM范围内，直接成像形成的星点图像大小都能有明显变化，那么拍出恒星的圆面岂不是太容易了？

laomm · 发表于 2012-10-15 12:46

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 12:41

登录/注册后可看大图

所以说，你知道的是理论。中学里学的全是理论上的理想情况。现实不是理论，所以让你试一下。

...

如果你的80/400星点是50/200的接近2倍大，那么请更换你的80/400吧

laomm · 发表于 2012-10-15 12:48

本帖最后由 laomm 于 2012-10-15 13:02 编辑

目标柏林发表于 2012-10-15 12:45

登录/注册后可看大图

星点大小和焦距理论上几乎是无关的。

设想一下，如果只是几百MM范围内，直接成像形成的星点图像大小都能有 ...

是的，我开始用8*30观天，后来用12*45观天，发现后者亮很多，开始想当然认为两者应该一样的亮度（白天观景确实是一样的）
后来一琢磨才明白
另外有个望远镜，光圈很小，只有F24，拍的照片比高桥光圈大很多的FSQ106强大太多了,该望远镜拍摄的M51

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 13:03

目标柏林发表于 2012-10-15 12:45

登录/注册后可看大图

星点大小和焦距理论上几乎是无关的。

设想一下，如果只是几百MM范围内，直接成像形成的星点图像大小都能有 ...

这是理论上。

理论上当然是亮度是和焦距无关的。但这仅仅是理论上。
理论上只所以这么认为，是因为理论上，恒星的距离使得它们在我们的眼里就是一个几何点。
但实际上，星星在CCD上的像，以前不是，现在也不是，未来也不会是，一个几何点。
在各种各样的照片上，任何人都没见过一个只有一个像素点的恒星像。
因为大气扰动，光的衍射效应，我们不可能看到一个几何点的像。任何像都是有面积的。

只要这个像有面积。那么根据能量守恒，因为一个单位时间点，我们收到的某一颗恒星的光子数，或者说能量是一定的。
那么面积越大，在每一个像素上的光子数就越少，能激发出来的电子（光电效应，CCD和CMOS的成像原理）就越少，那么
这个像素呈现的图像就越暗。（能量守恒，也是理论哦）

实际上有没有变化，刚才我已经给出一个实际测试的方法了。

说一下其中的一个道理。
1. 即便不考虑衍射现象，我们就假设星星是一个点。
2. 因为有大气扰动，所以星点会跳跃。
3. 在曝光时间内，F值越大，在CCD上跳动的范围越大。
4. 看到的这个圆面就越大
5. 实际亮度就越低。

更何况，实际还有衍射效应，使得星点本身就是一个小圆面。

苏州振旺光电 · 发表于 2012-10-15 13:04

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 12:31

登录/注册后可看大图

星点亮度只和F值有关系，和口径无关。

因为，实际上的星点在CCD上的成像是有面积的。而不是理论上的一个 ...

星点星点当然是点啊
除了星点其他都会带面积的

亮度只和口径有关
你也不做个实验
不知大口径下的星点亮了多少倍呢

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 13:06

苏州振旺光电发表于 2012-10-15 13:04

登录/注册后可看大图

星点星点当然是点啊
除了星点其他都会带面积的

如果只是一个点，那照片上的星点是不是都是一个像素大？

laomm · 发表于 2012-10-15 13:08

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 13:06

登录/注册后可看大图

如果只是一个点，那照片上的星点是不是都是一个像素大？

您借周围同好一个大光圈的导星镜试试就可以了，看看是他们的亮还是你的小光圈的亮

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 13:08

laomm 发表于 2012-10-15 12:48

登录/注册后可看大图

是的，我开始用8*30观天，后来用12*45观天，发现后者亮很多，开始想当然认为两者应该一样的亮度（白天观景 ...

你的感觉，只是感觉。

你给出的照片，也没有说服力，这个只是更清楚，曝光时间是更短了？还是更长了？
清晰和不清晰和亮度有什么关系啊？

bambooforest · 发表于 2012-10-15 13:11

看讨论，学知识

laomm · 发表于 2012-10-15 13:12

本帖最后由 laomm 于 2012-10-15 13:15 编辑

JoshuaShaw 发表于 2012-10-15 13:08

登录/注册后可看大图

你的感觉，只是感觉。

你给出的照片，也没有说服力，这个只是更清楚，曝光时间是更短了？还是更长了？

这个就不知道了，不了解哈勃望远镜的摄像头用的是啥，更不了解为啥焦距设计的那么长
如果你自己没做过实验，只是凭想象就得出50/220比80/400亮这种明显违反常识的东西，来给新手科普，就不太靠谱了
如果做过实验，俺搬个板凳来学习

crazygame12345 · 发表于 2012-10-15 13:15

我只能说，自古二楼出**

JoshuaShaw · 发表于 2012-10-15 13:18

laomm 发表于 2012-10-15 13:08

登录/注册后可看大图

您借周围同好一个大光圈的导星镜试试就可以了，看看是他们的亮还是你的小光圈的亮 ...

你这个原因可以做如下解释。

1. 人眼的分辨率大大的不如CCD，当画面小到1/2，1/3英寸的时候，CCD可以分辨的细节越越大于人眼可以分辩的细节。
2. 对于某一个星星，大口径的集中的光能量比小口径的要多。
3. 对于人眼，在我们现在对比的镜子的F里，人眼看到的只是一个点。（这里的一个点，是因为人眼的“像素”密度太稀疏导致的。不是因为星点真的只是一个几何点），大光圈，收到的光子多，当然感觉亮。
4. 对于CCD，因为像素足够致密，所以当光圈大也就是F小的时候。能量集中在少数几个像素中，亮，容易被用做导星。
5. 对于CCD，如果光圈小，也就是F大的时候。能量被更多的分散在更多的像素中，就会暗一些。不容易被用做导星。

		自动登录	找回密码
密码			加入牧夫（请注明天文爱好者，否则无法通过审核，请勿使用gmail/outlook/aol/icloud邮箱注册）

论导星镜及导星CCD的选择

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

财富勋章

贵族勋章

首富勋章

杭州天文爱好者协会勋章

南京巡星会会员勋章

友谊勋章

忠义牧夫人勋章

版主勋章