W nawiązaniu do dyskusji w innym temacie chciałbym tutaj uporządkować kilka kwestii związanych z refraktorami achromatycznymi. W Polsce wiedza ta jest mało spopularyzowana w stosunku do krajów tzw. Zachodnich, a nawet Wschodnich, więc dobrze by było trochę podrążyć temat, tym bardziej, ze wreszcie na naszym rynku stały się łatwo dostępne (także ze względu na cenę!) "długie refraktory" Bressera 90/1200 i 102/1350.
Klasyczne achromaty w układzie Fraunhofera, oparte o szkło BK7/F2 mają wiele zalet, jednakże największą ich bolączką jest aberracja chromatyczna. Z tego względu powstały tzw. "standardy" refraktorów achromatycznych odnoszące sie do ich światłosiły i apertury. Bazując przede wszystkim na znakomitej stronie internetowej http://www.telescope-optics.net/effects1.htm#This spróbuje przybliżyć temat. Jeśli coś namieszam lub niedopowiem, to proszę śmiało prostować
Najpierw może pokrótce objaśnię skąd się bierze ta aberracja chromatyczna (większość zapewne wie, ale to dla tych, którzy nie za bardzo wiedzą ) . Soczewka to w przekroju taki pryzmat optyczny, który jak wiadomo rozszczepia nam światło na piękną różnokolorową tęczę. Tęcza ta niestety jest zbyt pożądana przy oglądaniu obrazów przez teleskop .
Kilka grafik wyjaśniających ("zapozyczonych" ze strony https://starizona.com/acb/basics/equip_ ... color.aspx ):
Rozszepienie światła przez pryzmat. Poszczególne różnokolorowe linie to tzw. linie Fraunhoffera. Najczęściej uzywane sa trzy ("C" - czerwona; "e" - zielona, "F" - niebieska) - związane z długością fali. https://en.wikipedia.org/wiki/Fraunhofer_lines
Soczewka w przekroju to jak gdyby dwa połączone pryzmaty.
Na osi różne barwy ogniskują się w różnej odległości od soczewki i tym samym od naszego oka po drugiej stronie. Ustawiając pokrętło ostrości przybliżamy lub cofamy wyciąg z włożonym okularem tak, aby trafić na ognisko. Jak widzimy nie jest to łatwo, bo każda barwa ma ognisko gdzie indziej i jak ustawimy np. na barwę niebieską, to rozogniskujemy sobie barwy pozostałe. Rozogniskowana barwa obrazu jest oczywiście mniej ostra i większa, dlatego "wyłazi" nam poza obserwowany obiekt. Oko ludzkie najbardziej czułe jest na barwę zieloną i zwykle w jej okolicach podświadomie ogniskujemy okular w wyciągu.
Achromat - klasyczny dwusoczewkowy refraktor ogniskuje nam barwy już nieco inaczej - są one bardziej zblizone do siebie - linie C, F leżą zwykle bliżej siebie:
Dla przykładu refraktor trójsoczewkowy tzw. "APO" ogniska barw zbliżają jeszcze bardziej do siebie:
Najbardziej znanymi i ciągle używanymi standardami są Conrady i Sidgewick. Powstały one już w "erze wielkich refraktorów". W sieci krąży tabelka z wartościami zalecanych światłosił refraktorów, sam zresztą już kilka razy ją tu umieszczałem, ale tym razem chciałby przedstawić to trochę dokładniej, a być może i w bardziej przystępny sposób dla "niewtajemniczonych". Jeżeli mamy dobrej jakości teleskop to przy danej jego światłosile i wytycznych "standardów" możemy być pewni, ze aberracja chromatyczna będzie niezauważalna lub na minimalnym poziomie, ewentualnie na akceptowalnym poziomie, w zależności od wyboru standardu. Różni ludzie różnie postrzegają aberracje chromatyczną, dodatkowo, mózg ludzki może ją w pewnym stopniu nawet niwelować jeśli mamy duże doświadczenie w obserwacjach. Tak wiec nie są to ścisłe i nieprzekraczalne ramy.
Conrady jest najbardziej wymagającym standardem. Zalecana liczba przysłony dla konkretnej apartury:
F=D/10000L
Gdzie F - liczba przysłony
D - średnica obiektywu
L - lambda - długość danej barwy światła światła
(Jednostki długości muszą być te same)
Czyli po skróceniu wychodzi dla średnicy obiektywu podanej w milimetrach i długosci fali 555nanometrów (na która oko jest najbardziej wrażliwe) nastepująco:
Fmin=D/5,5
Przykładowo dla achromata o średnicy 100mm zalecana minimalna światłosiła wynosi f18
Standard Sidgwick jest nieco mniej wymagający i analogicznie do powyższego kształtuje się następująco:
Fmin=D/16000L
Gdzie F - liczba przysłony
D - średnica obiektywu
L - lambda - długość danej barwy światła światła
(Jednostki długości muszą być te same)
Czyli po skróceniu wychodzi dla średnicy obiektywu podanej w milimetrach i długosci fali 555nanometrów (na która oko jest najbardziej wrażliwe) następująco:
Fmin=D/8,8
Przykładowo dla achromata o średnicy 100mm zalecana minimalna światłosiła wynosi f11,5
Mniej znanymi standardami są standardy odniesione do wartości Strehl. Zalecana w teleskopach wartość Strehl to minimum 0,80 i liczona dla tej warosci aberracja chromatyczna bedzie wynosić:
Fmin=D/13000L (a wiec cos pomiędzy standardami Conrady i Sidgwick)
Gdzie F - liczba przysłony
D - średnica obiektywu
L - lambda - długość danej barwy światła światła
(Jednostki długości muszą być te same)
Czyli po skróceniu wychodzi dla średnicy obiektywu podanej w milimetrach i długosci fali 555nanometrów (na która oko jest najbardziej wrażliwe) nastepująco:
Fmin=D/7,2
Przykładowo dla achromata o średnicy 100mm zalecana minimalna światłosiła wynosi f14
Jednakże zwykle ostrości nie ustawiamy sobie na konkretnie kolor zielony, a nieco posrednio pomiedzy barwami i z tego powodu światłosiłe możemy sobie jeszcze nieco podwyzszyć:
Fmin=D/17000L
Gdzie F - liczba przysłony
D - średnica obiektywu
L - lambda - długość danej barwy światła światła
(Jednostki długości muszą być te same)
Czyli po skróceniu wychodzi dla średnicy obiektywu podanej w milimetrach i długosci fali 555nanometrów (na która oko jest najbardziej wrażliwe) nastepująco:
Fmin=D/9,4
Przykładowo dla achromata o średnicy 100mm zalecana minimalna światłosiła wynosi f10,5
Jest też warość poniżej której juz schodzic nie warto, bo wówczas nie dość , ze mamy aberrację chromatyczna to dochodzi do niej sferyczna, która zaczyna byc widoczna dla achromata Fraunhofera przy następującej liczbie przysłony:
Fmin=D/20000L
Gdzie F - liczba przysłony
D - średnica obiektywu
L - lambda - długość danej barwy światła światła
(Jednostki długości muszą być te same)
Czyli po skróceniu wychodzi dla średnicy obiektywu podanej w milimetrach i długosci fali 555nanometrów (na która oko jest najbardziej wrażliwe) nastepująco:
Fmin=D/11,1
Przykładowo dla achromata o średnicy 100mm zalecana minimalna światłosiła wynosi f9
Na koniec chciałbym jeszcze raz podkreślić: zauważmy, że zalecane światłosiły są zależne od średnicy obiektywu i np. standard Conrady dla 80mm klasycznego refraktora achro wynosi f14,5, a dla 120mm juz f22
PS "anatol1" pytał o porównanie refraktora 6" f15 z makiem 180
Na dole jest taka tabelka porównująca chromatyzm z obstrukcja centralną
http://www.telescope-optics.net/polychromatic_psf.htm
Oczywiście to tylko jeden aspekt, bo jeszcze jest kwestia jasności obrazu, rozdzielczości, seeingu i innych parametrów.