同口径短焦APO分辨率高还是长焦普消分辨率高

ROCK123

长焦普消F12色差很小，100倍下中心区域也不觉得有色差。
我的第一支镜子大观50600，可以很清楚看见土星光环，木星隐约2条纹，
后来升级买了80500，结果色差很大，分辨率还不如50600。

长焦普消不但色差小，球差也很小，
而短焦的球差很大。
如果短焦APO只负责消色差，不负责球差，那么效果会不会还不如长焦普消？

ROCK123

我估计同口径短焦APO和长焦普消分辨率应该差别不大。
如果80mm口径镜子理论分辨率最高1.75角秒的话，
长焦普消估计可以做到2.0角秒，而估计顶级短焦APO也顶多做到1.9角秒。
差别不大。

ROCK123

小口径APO估计是专门用来拍摄深空的。（目视深空比不上大口径反射镜）

大力发展生产力

      在这里提两个概念，艾里斑和衍射极限分辨角，艾里斑就是一个完美的望远镜对一个星点成像得到的光斑，而衍射极限分辨角就是一个完美的望远镜能够分辨的两个星点的最小夹角。艾里斑的尺寸与衍射极限分辨角的大小有很多种不同的标准，在这里你可以简单认为艾里斑直径除以望远镜焦距等于衍射极限分辨角。两个星点相对于望远镜的夹角如果小于衍射极限分辨角，这两个星点成像得到的艾里斑相互重叠就无法分辨了，如图

                               
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这个完美的望远镜的口径决定了衍射极限分辨角，焦比决定了艾里斑尺寸。
      比如口径100mm和200mm的完美望远镜，焦比都是5，因此艾里斑直径都是x微米，但焦距一个是500mm一个是1000mm，那么用艾里斑直径除以望远镜焦距计算出的后者的衍射极限分辨角就是前者的一半，也就是后者可以分辨的最小夹角是前者的一半，可以分辨更微小的细节，具有更高的分辨率。
      另外既然两个望远镜的艾里斑直径都是x微米，那么给这两个望远镜对接CCD拍到的图片上，星点尺寸就是一样大的，即便这两个望远镜的分辨率差了一倍。
      再比如两个完美望远镜口径都是100mm，一个焦比是5一个焦比是10。可知前者艾里斑直径x微米，焦距500mm，后者2x微米，焦距1000mm，虽然后者星点比前者肥了一倍，但两个望远镜的衍射极限分辨角是一样的，毕竟口径一样。
      回到问题，大焦比普消实际上很容易让中心成像的星点等于艾里斑，也就是说对于望远镜正对着的目标，大焦比普消几乎等于一个完美望远镜，其分辨角与衍射极限分辨角相差无几，但是大焦比意味着大的艾里斑直径，因此如果接相机你就会发现星点肥大。另外大焦比普消的边缘成像质量往往很一般，接相机你就会发现边缘成像比中心差得多。
      而小焦比APO可以让中心和边缘的成像都可以接受，更适合接相机拍大尺寸的目标（比如星云）。
      小焦比APO对星点成像的光斑往往远大于小焦比APO的艾里斑，因此小焦比APO的分辨角远不如其衍射极限分辨角，但是小焦比APO的焦比更小，艾里斑直径更小，就算星点成像光斑远大于艾里斑，其尺寸仍然相当小，接相机仍然可以获得所谓“针尖”般的星点。
      总之大焦比普消确实比小焦比APO的像差更小，如果想要看行星，就需要尽可能小的分辨角，此时60900普消反而比60ed F4.5性能更好
      但如果想要深空摄影，本不需要很小的分辨角，要的是“针尖般的星点”，60900就没法用了

ROCK123

大力发展生产力 发表于 2021-2-15 22:37
在这里提两个概念，艾里斑和衍射极限分辨角，艾里斑就是一个完美的望远镜对一个星点成像得到的光斑， ...

原来是高手，失敬

天天风

“如果短焦APO只负责消色差，不负责球差”

物镜组在设计的时候类似解一个方程组求最优解，色差、球差、彗差、像散什么的都会考虑的，
可以了解一下夫琅禾费型物镜组，可以同时校正色差、球差、彗差，两片消色差透镜一般多用这个结构。

巨眼问苍穹

只要不是太短焦的APO，都能够碾压长焦普消（F20左右），就算是在目视波段。实际上我试过，60F900的普消看木星远远不如锐星的旧版60F330ED（超级ED两片式）。
理论上，zemax演示如下
APO物镜：三片式（S-FPL53/BSL7/S-FPL53），130F1000。在435、486、587、656、707五个波段的斯太尔率分别是0.970、0.971、0.946、0.988、0.974。
长焦普消物镜：两片式（K9/F4），130F3000。在435、486、587、656、707五个波段的斯太尔率分别是0.706、0.306、0.837、0.015、0.025，完全不能看。只优化目视波段的话，在486、587、656三个波段的斯太尔率分别是0.969、0.706、0.859。---

130APO

130普消

ROCK123

巨眼问苍穹 发表于 2021-2-16 12:50
只要不是太短焦的APO，都能够碾压长焦普消（F20左右），就算是在目视波段。实际上我试过，60F900的普消看木 ...

60900普消和60330ed差太远是多远呢？
事实上我感觉是差不多的，60口径理论分辨率2.33，长焦普消再怎么差也有2.6左右，和完美的2.33实际上差不多，换成可以理解的倍数，就是10倍和9倍的差别。
80500分辨率比不上50600，那才叫差太远。

ROCK123

不过有一样可以肯定的，APO技术可以把折射镜子尽量缩短而又同时接近光学完美。

巨眼问苍穹

ROCK123 发表于 2021-2-16 18:22
60900普消和60330ed差太远是多远呢？
事实上我感觉是差不多的，60口径理论分辨率2.33，长焦普消再怎么差也 ...

你不要把镜子理解得那么简单。
上边数据的意思是：长焦普消可以在某个波段（比如486nm）做到衍射极限，达到跟APO一样的水平。而优秀的APO可以在400-700nm里的全部或者大部分波段都做到衍射极限。具体模拟效果如下，80EQ就是典型的长焦普消了，图里这个模型在486nm波段也是接近衍射极限的，如果拿去拍双星达到衍射极限无压力。---

                               
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dengminle

大力发展生产力 发表于 2021-2-15 22:37
在这里提两个概念，艾里斑和衍射极限分辨角，艾里斑就是一个完美的望远镜对一个星点成像得到的光斑， ...

大致都说对了，说得挺好啊，理论知识很扎实！
总结一句就是口径越大极限分辨角就越小，焦比越大镜头所成艾里斑直径越大，以前上学的时候光学课程上的公式其实是孔径光阑到像面的距离除以孔径光阑直径所得值和艾里斑大小成正比，不过直接记焦比也挺方便的。

其实也很好理解，像面上得到的物体的像是孔径光阑的衍射图样，衍射之后的光波传播得越远越有变成平面波的趋势，于是像点的各个部分的光强越发地趋近一致，于是乎艾里斑的半径不可避免地变大了（艾里斑的半径定义光强最高点掉落到0.85倍最大光强时的大小，好像是0.85吧。。我忘了）。所以即使是一样口径的望远镜（极限分辨角一样大），焦比变大了之后星点的大小就会变大。

引用一段：“两个完美望远镜口径都是100mm，一个焦比是5一个焦比是10。可知前者艾里斑直径x微米，焦距500mm，后者2x微米，焦距1000mm，虽然后者星点比前者肥了一倍，但两个望远镜的衍射极限分辨角是一样的”，补充一点，望远镜的极限分辨角看的是两点物所恰能分辨时所成的角。这里搞反了。