Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Окуляр

Конструкция механики телескопа, технологические приемы и проч. ноу хау.

Модератор: Ernest

Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Окуляр

Сообщение Ernest » 28 ноя 2009, 18:35

Окуляр


Вот у вас в руках окуляр, как он устроен?
Все ли с ним в порядке?
По каким параметрам его можно сравнить с другими?

Механика окуляра

Сначала имеет смысл разобраться с типовыми размерами окуляра

[align=center]
eyepiece_dims.JPG
eyepiece_dims.JPG (19.81 КБ) 24170 просмотров
[/align]
  • D - диаметр корпуса окуляра (с посадочной втулкой и наглазником, если он есть), поперечный механический габарит окуляра. Этот параметр важен постольку, поскольку он дает представление об объеме занимаемом окуляром при хранении и перевозке. При диаметре более 55-60 мм окуляр становится непригоден для использования в биновьюере.
  • Dy - световой (незакрытый механикой) диаметр глазной линзы, косвенно он говорит о величине выходного поля зрения (AFOV) с выносом выходного зрачка - чем больше этот диаметр, тем лучше;
  • Df - диаметр полевой диафрагмы (или просвета, который виден в оптике окуляра со стороны посадочной втулки). Этот важный параметр напрямую определяет линейный размер входного поля зрения окуляра то есть ограничивает поле зрения телескопа. Косвенно (в сочетании с фокусным расстоянием) он задает угловое выходное поле зрения телескопа/окуляра;
  • Db - наружный диаметр посадочной втулки окуляра (его значение следует замерять с точностью до десятых долей мм), определяет то, насколько точно окуляр будет сидеть в фокусере телескопа, насколько легко его будет туда вставлять и извлекать оттуда. Для посадки 1.25" диаметр должен быть равен 31.65-31.7 мм, для 2" посадки 50.5 мм;
  • L - механическая длина, продольный габарит окуляра. Чем меньше, тем лучше - меньше места окуляр занимает в кейсе, минимально смещает центр тяжести от оси трубы;
  • Sf' - вынос выходного зрачка (или, что в телескопе тоже самое - заднего фокуса), он может быть измерен при помощи источника света близкого к точечному (лампочки) в метре от посадочной втулки в прямом ходе света - от наружной поверхности глазной линзы до сфокусированного изображения лампочки. Этот размер определяет комфорт наблюдателя при наблюдении, чем больше, тем лучше. Для наблюдений в очках (что важно для страдающих от астигматизма) требуется вынос более 16 мм, лучше 20 мм (от наиболее выступающей механической поверхности окуляра);
  • B - длина посадочной втулки окуляра, должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить посадку без перекоса и не слишком длинным, чтобы не упираться в оптические элементы (диагональное зеркало, корректор поля и т.п.) установленные до окуляра. Для окуляров 1.25" нормальной считается длина втулки 20-25 мм, для 2" окуляров - 30-35 мм;
  • Z - параметр парфокальности - расстояние от полевой диафрагмы (точнее от передней фокальной плоскости окуляра, которая в при наблюдениях должна быть совмещена с фокальной плоскостью объектива телескопа) до посадочного торца окуляра и соответственно наружного обреза окулярного тубуса телескопа - определяет то, насколько совместим окажется этот окуляр с другими. Потребуется или нет перефокусировка при замене его другим. Для большинства окуляров эта величина примерно равна нулю (положение фокальной плоскости совпадает с посадочным торцем на корпусе окуляра - стыком посадочной втулки и корпуса), но во многих окулярах, например от TeleVue, она имеет положительное значение (их фокальная плоскость смещена внутрь посадочной втулки), а в габаритных 2" окулярах часто имеет отрицательное значение - передняя фокальная плоскость окуляра смещена внутрь корпуса окуляра (ближе к глазу наблюдателя). Желательно подбирать окуляры с одинаковым или близким параметром парфокалбности;
  • К этому можно было бы добавить высоту и диаметр наглазника, дополнить оптический вынос выходного зрачка механическим (не от линзы, а от металла оправы);
  • внутри посадочной втулки окуляра обычно нарезана резьба для крепления фильтров: М28.5х0.6 или точнее 1.125" x 42 tpi для окуляров 1.25" и М48x0.75 для 2" окуляров
Важной характеристикой является вес окуляра - тяжелые и габаритные окуляры склонны разбалансировать трубу телескопа (особенно при смене увеличения) и с ними неудобно обходиться.


Качество сборки, внешний вид
При потряхивании окуляра он не должен издавать звуки подобные детской погремушке. Стуки из-за игры линз в зазорах если и должны быть - то едва слышными и глухими. Недопустимы глубокие царапины на механике окуляра, особенно подозрительны сорванные шлицы резьбовых колец. В случае б/у - допустимы небольшие царапины на юбке окуляра - они образуются при зажиме в фокусере, их число косвенно свидетельствует о том как интенсивно использовался окуляр предыдущим владельцем. Обратите внимание на внутреннюю резьбу на юбке окуляра - она предназначена для светофильтров, резьба не должна быть замята - хорошо иметь при себе светофильтр для того, чтобы проверить, что она в порядке. Если это окуляр переменного увеличения (zoom), то смена увеличения (фокусного расстояния) должны быть плавными, без приложения излишней силы - на больших увеличениях это будет постоянным источником проблем - будет сбиваться наведение. Линзы должны быть чистыми на отражение и на просвет - недопустимы любые сколы, глубокие царапины, пятнистая неоднородность просветляющих покрытий. Стандартная комплектация окуляра - крышки на посадочную втулку и глазную линзу - это предотвратит его замусоривание, отпотевание при хранении и переноске. Пластиковый футляр? - Тоже неплохо.


Механическое оформление
Наглазник должен быть с одной стороны удобным - подходящим под глаз - по своей форме, средней жесткости. Слишком мягкий не даст зафиксировать глаз относительно выходного зрачка окуляра, слишком жесткий не купирует индивидуальные особенности глазной впадины наблюдателя (он будет "протекать" от внешней боковой засветки). Наглазник должен хорошо защищать глаз от контакта с металлом оправы (дабы не обжечься при наблюдении на морозе) и от внешних (местных боковых) источников света. Корпус окуляра должен быть хорошо окрашен толстой эмалью (опять же, чтобы не обжигать руки и лицо наблюдателя на морозе и замедлять остывание, орошение). Хорошо если цилиндр окуляра обрезинен - руки увереннее удерживают его в сумерках и ночью. Иногда форма корпуса окуляра ребристая (типа как у карандаша), что полезно для предотвращения прокатывания на наклонной поверхности стола. Часто посадочная втулка окуляра имеет неглубокую кольцевую проточку - для того, чтобы окуляр не выскользнул из фокусера даже при не до конца зафиксированном винте. Но эта выборка замедляет процесс смены окуляра, особенно если фокусер оборудован компрессионным кольцом. Коническая неглубокая проточка - лучше, в окулярах "Морфеус" на посадочной втулке нанесены целая серия узких кольцевых канавок, с той же целью.

Оптические характеристики

кардинальной характеристикой окуляров является выходное угловое поле зрения окуляра 2w', его можно измерить непосредственно по схеме представленной на следующем рисунке. Чем поле зрения больше, тем меньше эффект "замочной скважины" или "туннельный эффект" - когда полезное поле зрения окуляра выглядит маленьким удаленным пятачком. Владельцы классических окуляров с их угловыми полями 35-45 градусов особенно страдают от эффекта замочной скважины. Современные многолинзовые окуляры с полями зрения 100-120 градусов перекрывают почти все доступное для взгляда поле зрения и создают иллюзию наблюдений в иллюминатор. К сожалению, за это приходится платить и прямо (деньгами) и косвенно (габариты, неудобства в использовании, повышенное светорассеивание). Между этими двумя полюсами компромиссные в разной степени широкоугольные окуляры линий WA (50-60 градусов), SWA (65-75 градусов) и UWA (80-90 градусов), которые предоставляют разный уровень компромисса между ценой и полем зрения.

[align=center]
AFOV.JPG
AFOV.JPG (26.58 КБ) 24170 просмотров
[/align]

Угловое поле зрения 2w' однозначно связано с диаметром полевой диафрагмы D окуляра

2w'(град.)=57.3*D/f'ok (1)

Главное оптической характеристикой окуляра является фокусное расстояние окуляра f'ок - от него непосредственно зависит увеличение телескопа, в котором он будет использован:

Г = f'об/f'ок (2)

Фокусное расстояние окуляра, как и любой другой оптики можно измерить по его линейному увеличению в схеме проекции

[align=center]
focal_length.JPG
focal_length.JPG (16.97 КБ) 24170 просмотров
[/align]

На рисунке показана и формула определения f' и величины, которые надо измерить для подстановки в формулу

f' = y'*L/y (3)

Точность будет определяться тем, насколько точно будет измерен размер изображения тест-объекта y' и насколько большим по сравнению с фокусным будет расстояние L.

Друга важная характеристика - вынос выходного зрачка. Она определяет расстояние до места, где фокусируется изображение апертурной диафрагмы телескопа после окуляра (точнее после наружной поверхности глазной линзы окуляра). Если зрачок глаза наблюдателя (или входной зрачок другого наблюдательного/фотографического прибора) расположен в выходном зрачке, то пучки лучей со всего поля зрения попадут в него - то есть все поле зрения будет видно одинаково ярко без срезаний и виньетирования.

Чем вынос выходного зрачка больше, тем дальше от окуляра можно (и нужно) располагать глаз (другой наблюдательный прибор). Это благоприятно сказывается на чистоте поверхности глазной линзы окуляра (она не так интенсивно будет пачкаться ресницами наблюдателя), не раздражает наблюдателя постоянным контактом ресниц с окуляром, создает больший объем воздуха для испарений влаги с поверхности глаза и окуляр меньше склонен к запотеванию. Кроме того, для людей с астигматическим дефектом зрения, при использовании окуляров с выносом выходного зрачка более 20 мм появляется возможность наблюдать в очках. Косвенно о величине большого выходного зрачка свидетельствует диаметр глазной линзы - чем он больше, тем больший вынос выходного зрачка.

[align=center]
exit_pupil_meas.PNG
[/align]

Стоит заметить, что чем более окуляр широкоугольный, тем важнее для него иметь больший вынос выходного зрачка. Для короткофокусных планетных окуляров с небольшим полем зрения зрачок глаза наблюдателя без всяких потерь в видимом поле зрения можно располагать на 10-15 мм дальше от номинального положения выходного зрачка.


Блики и покрытия
Качество покрытий можно оценить по яркости бликов, которые дают линзы окуляра от точечного источника. Что-то вроде точечного источника (да хоть настольную лампу, солнце, фонарь) надо расположить за спиной и рассмотреть блики от этого источника возникающие на линзах окуляра, который надо повернуть к себе глазной линзой на фоне какой-нибудь темной ткани. При некотором взаимном положении глаза наблюдателя, окуляра и источника света можно увидеть целую вереницу разноцветных бликов уходящую как бы вглубь окуляра. Число бликов даст вам представление о сложности конструкции окуляра - их число равно числу оптических поверхностей. Часть бликов белесая - от склеек, часть цветная от просветленных поверхностей линз. Однослойные покрытия дают лиловый яркий блик, двухслойные - голубоватый или красноватый блик, многослойка может дать разные оттенки пурпурного и даже зеленоватого цвета. Хорошие покрытия дают блики одного оттенка. Разнобой в цветах - свидетельство проблем у производителя с нанесением просветляющих покрытий. Возможно он экономит - покрывает "многослойкой" только наружные поврехности для придания "благородного" цвета. Подозрительные покрытия, особенно в сочетании с многочисленностью поверхностей приведут к малоконтрастному изображению.


Потери света
Если посмотреть на белую хорошо освещенную стену частью через окуляр, частью поверх него, чтобы иметь возможность сравнить цвет и яркость стены в окуляре и без него, то можно оценить то насколько окуляр сильно поглощает свет, искажает его спектр. Окуляр с хорошими покрытиями и светлыми стеклами должен практически незаметно на глаз уменьшать яркость стены без искажения ее цвета. Если тон стены меняется в сторону теплого/холодного, а тем более желтеет - у окуляра есть проблемы со стеклами и покрытиями. Легко заметное на глаз потемнение куска стены видимой через окуляр также плохой показатель - окуляр теряет слишком много света.


"Мухи" и "духи"
Если наблюдать яркий объект вроде яркой звезды или планеты (на худой конец - недалекого фонаря), то некоторые окуляры с неудачным расположением поверхностей дают заметные назойливые концентрированные блики видимые в одном поле зрения с основным ярким объектом. Если вывести объект чуть в сторону от центра - эти блики или "духи" так-же смещаются с центра, часто в противоположную сторону. Более суетливы блики, который дает отражение световых пучков от роговицы глаза наблюдателя, а затем обратно в глаз. Эти блики очень быстро, как бы хаотично перемещаются по полю зрения. Их называют "мухами". И "духи" и "мухи" весьма неприятная особенность окуляра и обычно такие окуляры избегают использовать - изображение теряет контраст, наблюдения делаются психологически неприятными.


Рефлексы
Становятся видны, когда яркий объект выводится чуть-чуть из поля зрения. Некоторые окуляры с незачерненными нерабочими поверхностями линз, плохим чернением механики или просто неудачной светозащитой дают в этом случае длинную светлую полосу (форма может варироваться) через все поле зрения, что делает весьма затрудненным наблюдения туманностей вблизи ярких звезд.


Маскирование части поля зрения
Часто дешевые и реже дорогие сверхширокоугольные окуляры обладают высокой чувствительностью к положению глаза относительно глазной линзы окуляра. Чуть влево, чуть вправо и часть поля зрения широким пятном срезается и перестает быть видимой. Особенно докучливым может быть срезание поля зрения которое начинается не с краю, а со средней его части (по форме темного пятна этот эффект называется фасолевым или по английски kidney bean), что вызвано сильной сферической аберраций в выходном зрачке. Наблюдения с таким окуляром, особенно днем (когда зрачок наблюдателя существенно уже ночного) - сущее мучение. Стоит отметить, что окуляры с нефорсированным полем зрения (особенно это касается симметричного окуляра или Плёсла) не подвержены такому эффекту.


Виньетирование
Этот дефект изображения (потемнение края поля зрения) более характерен для светосильной оптики, но иногда проявляется и в окулярах в виде темноватой каймы у края полевой диафрагмы видимой при наблюдении в телескоп равномерно яркого источника типа неба или светлой стены.

Аберрации


Остаточные аберрации окуляра в значительной степени способствуют потере резкости и контраста изображения, которое видно в окуляре. Аберрации "размывают" изображения звезд, делают незаметными малоконтрастные детали на дисках планет, Луны и Солнца. Аберрации более проявляются у длиннофокусных окуляров (менее критичны для короткофокусных), более широкоугольных окуляров и окуляров с вынесенным зрачком. Именно эти категории окуляров требуют особенного внимания на предмет тестирования аберраций.

Более подробно аберрации окуляров разобраны в отдельной статье: viewtopic.php?f=19&t=2393

Для тестирования следует вставить окуляр в телескоп и выбрать в качестве тест-объекта или яркую звезду ночью, или точечный объект типа далекой лампы накаливания фонаря вечером, или солнечный блик на электрическом изоляторе днем.


Зависимость от объектива
Аберрации окуляра очень чувствительны к относительному отверстию объектива совместно с которым он работает. Чем светосильнее объектив, тем сильнее проявляются собственные аберрации окуляра. Тестировать окуляр лучше на светосильном объективе, а использовать на объективе с большим относительным фокусным расстоянием. :) Объектив для тестирования в части своих аберраций должен быть вне подозрений, лучше всего если тест-изображение светящейся точки будет сформировано качественным объективом микроскопа. Иначе можно не увидеть аберраций окуляра на фоне, например, полевой комы Ньютона или хроматизма рефрактора.


Полевые аберрации
Важными полевыми аберрациями являются хроматизм увеличения, кома, астигматизм и кривизна поля.

Хроматизм увеличения - обычная аберрация дешевых окуляров, приводит к окрашиванию изображения точки у края поля зрения - точка становится чуть вытянутой и окрашенной: синим-красным (первичный спектр) или зеленым-пурпурным (вторичный). Иногда такое несимметричное окрашивание наблюдается и в центре поля зрения - это либо следствие рефракции атмосферы (лучше тестироваться по звездам ближе к зениту, где этот эффект не проявляется), либо результат плохой юстировки объектива, либо перекосов линз в окуляре (при вращении окуляра в фокусере спектр вращается вместе с окуляром). Иногда за проявление хроматизма увеличения принимают цветную кромку по краю полевой диафрагмы, что может быть видна в совершенно приличных окулярах с полевой диафрагмой расположенной между его линзами.

Кома редко встречается в окулярах - звезды при сдвиге с центра поля зрения теряют симметричность и отращивают себе больший или меньший хвост в сторону от центра поля зрения (реже к центру). При использовании в Ньютонах и Шмидт-Кассегренах мы можем видеть такое поведение изображений звезд - но это кома самого объектива, а не окуляра. Кома окуляра свидетельствует об ошибке сборки окуляра, возможно один из компонентов был по небрежности расположен в ориентации обратной расчетной.

Астигматизм - наиболее обычная аберрация окуляра. Проявляется как бы в виде расфокусировки изображения на краю поля зрения, только эта расфокусировка (нерезкость) ни как не может быть компенсирована фокусером. Изображения звезд у края поля зрения в зависимости от положения фокусера вытягиваются то в одном то в другом направлении.

Кривизна - столь же обычна для окуляров. Проявляется в виде расфокусировки изображения на краю поля зрения, когда сфокусирована середина и наоборот - при сфокусированном изображении на краю поля зрения центр становится расфокусирован. Обычно одна из этих двух аберраций доминирует или полевой астигматизм, или кривизна поля зрения и именно они портят внешние 30-20% поля зрения в бюджетных окулярах. Но и самые дорогие окуляры имеют дефектную зону в 10-5% крайнем поясе поля зрения. Совершенно недопустимо проявление астигматизма/кривизны в пределах центральных 50% поля зрения.

Дисторсия - не столь важная для астрономических приложений аберрация, в чем то даже полезная. Это различие увеличения по полю зрения. Проявляется в виде искривления прямых линий (например геометрии элементов зданий, окон), сильная дисторсия сверхширокоугольных окуляров приводит к тому, что диски планет у края поля зрения перестают быть круглыми вытягиваясь в слабо вытянутый эллипс. Все это скорее эстетические дефекты изображения.


Апертурные аберрации
- мало характерны для окуляров, обычно это хроматизм положения и сферическая аберрация, которые приводят к появлению более-менее симметричных ореолов одинаковых по всему полю зрения. При хроматизме ореолы довольно яркие и окрашены в пурпурный цвет, при сферической - слабее не окрашены. В качественном окуляре не должно быть заметно никаких других следов апертурных аберраций, кроме аберраций и дифракции самого объектива.
Назад к оглавлению статей

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Окуляр

Сообщение Ernest » 17 дек 2015, 14:04

Иллюстрация к понятию "эффективная полевая диафрагма".

Рисунок позаимствован (и слегка адаптирован мной для русскоязычных читателей) из статьи Наглера: http://cs.astronomy.com/asy/b/astronomy ... e-vue.aspx, кстати весьма интересную и поучительную.

То что Наглер назвал "эффективной диафрагмой" - это вид полевой диафрагмы окуляра со стороны объектива - изображение реальной полевой диафрагмы (которая, может быть, располагается внутри корпуса окуляра) через линзы предфокальных компонентов окуляра в обратном ходе световых лучей. Для окуляров с открытой полевой диафрагмой диаметр эффективной диафрагмы совпадает с диаметром самой полевой диафрагмы. Для окуляров с закрытой полевой диафрагмой диаметр эффективной полевой диафрагмы обычно меньше, чем у реальной диафрагмы. Соотношение диаметров реальной и эффективной полевой диафрагмы - кратность предфокального компонента, если рассматривать его как своего рода линзу Барлоу. Диаметр эффективной диафрагмы Dэф (или Df, как в тексте выше) однозначно определяет поле зрения телескопа (TFOV): 57.3*Dэф/f'об
Вложения
effective_fs.png

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Стандарт посадки 1.25"/2"

Сообщение Ernest » 20 сен 2018, 23:42

Каковы преимущества посадки 1.25" или 2"?

Обычно после этого вопроса следуют рассуждения о том, что посадочная втулка 2" позволяет охватить окуляру большее поле зрения. Поэтому мол 2" окуляры лучше... Но это не так!

2" втулка действительно имеет больший диаметр отверстия (по резьбе для фильтра около 48 мм, против 27 мм в 1.25" втулке) и это позволяет окуляру иметь больший размер эффективной полевой диафрагмы - пропустить большее входное поле зрения. И это действительно важно,.. когда этим вопросом задается разработчик окуляра решающий с какой втулкой ему спроектировать рассчитанный окуляр. Но когда окуляр уже выпущен его поле зрения и диаметр посадочной втулки уже согласованы конструктором и голова об этом у покупателя не должна болеть: практически все окуляры не испытывают каких либо ограничений поля зрения со стороны своей посадочной втулки какого бы диаметра она не была то-ли 1.25", то-ли 2"!

Тогда какой же стратегии придерживаться в выборе стандарта посадочной втулки?

Например, есть близкие по фокусному расстоянию 16 мм 82-градусный Наглер с посадкой 1.25", 2" 17 мм также 82-градусный Наглер и, наконец, 17 мм Гиперион с комбинированной 1.25"/2" посадочной втулкой. Если проигнорировать незначительные вариации в величине поля зрения и значительные в качестве изображения и цене, то остается посадка их втулки - какую предпочесть?

Попробую суммировать:
  • 1.25" - наиболее универсальная посадка - окуляр с ней можно воткнуть и в телескоп оборудованный 1.25" окулярным тубусом и в 2" (с широко распространенным адаптером 2"->1.25"). Окуляр использует более дешевые 1.25" фильтры, но с ними можно использовать и 2" фильтр (если позволяет стандарт окулярного тубуса телескопа и адаптер 2"->1.25" имеет соответствующую 2" резьбу). 1.25" окуляры легче и компактнее своих собратьев в другом стандарте посадки. Все хорошо, остается только пожалеть, что не все окуляры выпускаются в 1.25" стандарте. Если вы владелец телескопа оборудованного 2" фокусером и часть окуляров в вашем ящике имеют 2" посадку (так называемые поисковики), то покупка 1.25" окуляров заставляет во время наблюдений при смене окуляров в фокусере совершать лишние движения по установке или удалении 2"->1.25" адаптера.
  • Комбинированная втулка 1.25"/2" предполагает еще большую степень универсальности так как окуляр можно воткнуть в телескоп с окулярной трубкой как 1.25", так и 2" без использования адаптеров. Но у этих окуляров есть несколько скрытых проблем. Во-первых, у них весьма различная величина параметра парфокальности (положение переднего фокуса относительно опорного торца посадочной втулки) при посадке 2" и 1.25", что приводит к плохой сочетаемости с окулярами некомбинированных посадок. При установке таких окуляров по 2" посадке они довольно глубоко проваливаются в окулярную втулку - дальний конец вполне например может достать и повредить поверхность диагонального зеркала. Даже при наличии 2" окулярной втулки в этих окулярах могут быть проблемы в использовании 2" окулярных фильтров. Конструкция этих окуляров громоздкая и тяжелая.
  • 2" - наименее универсальная посадка, так как требует чтобы телескоп был оборудован 2" окулярной втулкой (фокусером) и позволяет использовать только 2" окулярные фильтры. Замечу, что есть весьма экзотические (и не удобные в использовании) 2" адаптеры для 1.25" окулярных тубусов, так же как не менее экзотичные (хотя и более удобные) 2" адаптеры для 1.25" фильтров. Эти окуляры более громоздкие, чем в варианте 1.25", но за счет простоты конструкции легче чем окуляры с комбинированной посадкой. Эта посадка меньше ограничена в части комбинации фокусного расстояния с угловым полем зрением - в этом формате можно выпускать и короткофокусники и обзорные широкоугольники.

Стоит заметить, что есть и менее популярные посадки: 0.965", 2.5", 2.7", 3", 3.5", 4" и 4.3". Окуляры 0.965" и 3" имеют некоторое распространение у любителей, остальные - в профессиональных инструментах.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Окуляр

Сообщение Ernest » 26 дек 2019, 10:24

Какое заполнение для окуляра лучше Аргон или Азот?

Explore Scientific предлагает свои герметизированные окуляры в двух вариантах исполнения - с продувкой азотом (N2) и аргоном (Ar). Время от времени возникают обсуждения что же лучше - аргон или азот? А может это просто ерунда (завлекающий маркетинг) - выпускают же гранды (TeleVue и Pentax) свои окуляры в негерметичном исполнении и ничего.

Разница между заполнением внутреннего герметизированного объема окуляра (и другой оптики) аргоном и азотом состоит по большей части в небольшой разнице их теплопроводности. У аргона это примерно (зависит от температуры) 0.0161 Вт/(м*градус), а у азота 0.0237 Вт/(м*градус). То есть более легкие молекулы азота почти в полтора раза лучше проводят тепло, чем молекулы аргона. И следовательно астрономический окуляр с аргоновым заполнением немного медленнее остывает во время наблюдений (которые происходят ночью на фоне падения температуры окружающего воздуха). Чем медленнее остывает окуляр, тем дольше дожидаться того момента когда его глазная линза начнет орошаться (покрываться росой, а то и инеем) при приближении к ней влажного глаза наблюдателя. В этом рациональное зерно использования тяжелых газов для заполнения оптики критичной к быстрому остыванию. Для этого в более дорогой оптике используют не только аргон, но и криптон, ксенон (последний втрое хуже проводит тепло, чем аргон).

Почему нельзя ограничиться просто герметичностью окуляра с заполнением его внутреннего объема обычным воздухом, ведь она на три четверти тот-же самый азот? Дело в том, что в "обычном воздухе" имеется тот или иной процент влаги, которая будучи запечатанной внутри окуляра обязательно выступит в виде росы на внутренних поверхностях линз при его охлаждении во время наблюдений. Это сделает дальнейшие наблюдения невозможными - для устранения росы окуляр надо будет прогреть, и металл оправ внутри из-за периодического выпадения росы со временем начнет подвергаться усиленной коррозии. Так что в отсутствии возможности предварительного "осушения" воздуха или замены его другой, главное - сухой, смесью газов, запечатывать (герметизировать) внутренний объем полевой оптики (в том числе и окуляров) нельзя.

А как-же окуляры в негерметичном исполнении? Зачем вообще герметизировать внутренний объем окуляра? Запечатав внутренний объем оптики мы преграждаем путь проникновения внутрь тонкой пыли, которая со временем оседает на линзах, что не только ослабляет яркость рассматриваемой картинки, но и делает изображение грязным (волоски, темные точки и т.д.). Кроме того безкислородный внутренний объем делает невозможным размножение плесени и лишайников. Многие старые окуляры страдают от плесени, которая не только загрязняет линзы, но в тяжелых случаях может разъедать их оптические поверхности.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Окуляр

Сообщение Ernest » 02 янв 2021, 12:16

Главные проблемы окуляров
  • Полевые аберрации, которые "замыливают" изображение ближе к краю поля зрения, уменьшая эффективное поле зрения
    Окуляр широкоугольный узел и его основная проблема обычно связана с недостаточной коррекцией полевых аберраций, среди которых главные это астигматизм и кривизна поля зрения, а так-же хроматизм увеличения. Астигматизм и кривизна поля зрения тем сильнее проявляются, чем светосильнее объектив телескопа. В число характерных полевых аберраций входит так же дисторсия. И хотя астрономические объекты не очень боятся искажений формы, эффекты связанные с динамическими деформациями формы наблюдаемых объектов неприятны. Апертурные аберрации вроде комы, а тем более сферической и хроматизма положения мало характерны для окуляров, так что контраст изображения в центре поля зрения даже и недорогих окуляров обычно мало страдает от аберраций. Короткофокусные окуляры менее требовательны к качеству коррекции аберраций - дифракционные эффекты маскируют их несовершенства.
  • Недостаточный вынос выходного зрачка
    Для того, чтобы все поле зрения окуляра было доступно для наблюдений (было заполнено изображением) наблюдатель должен расположить зрачок своего глаза в заднем фокусе окуляра - месте расположения выходного зрачка окуляра. При недостаточном выносе вых. зрачка (заднего фокуса) окуляра наблюдателю приходится теснее прижиматься к окуляру, что создает известный дискомфорт, особенно на морозе, пачкает глазную линзу окуляра, не позволяет использовать очки (с астигматическими стеклами). Впрочем, эти неудобства свойственны большей частью сверхширокоугольным окулярам, окуляры с умеренным полем зрения более толерантны к недостаточному выносу выходного зрачка. При этом производитель вслед за расчетчиком приводит значение выноса от стекла, в то время как наблюдателю важнее реальный свободный отрезок выноса - от торца окуляра обращенного к его глазу. Если глазная линза сильно утоплена в корпус разница между реальным и расчетным выносом может быть весьма значительной. Кроме того, сферическая аберраций в выходном зрачке может съесть еще 4-5 мм по сравнению с расчетным положением. Косвенным признаком большого выноса вых. зрачка является большой световой диаметр глазной линзы.
  • Аберрации и другие артефакты в выходном зрачке
    Чаще всего это "бобовое виньетирование" - результат сильной сферической аберрации в выходном зрачке, эффект "огненного кольца" - результат хроматизма в выходном зрачке, "туннельный эффект" - когда из-за неудачной формы наглазника трудно удержать глаз в правильном направлении
  • Плохое или даже отсутствующее просветление
    Обычно полагают, что главная функция просветления это уменьшить светопотери. В то время как основная функция просветления в сложных оптических системах (как современные многолинзовые окуляры) это повышение контраста изображения возможно более свободного от световой вуали возникающей из-за переотражений. Кроме того дешевые одно-двухслойные покрытия могут вносить довольно сильные искажения в цветовой тон изображения, делая его более теплым или холодным. Яркие переотражения на неэффективных покрытиях могут приводить к появлению сфокусированных бликов - ложных изображений, как статических, так и подвижных (переотражений от роговицы глаза наблюдателя или стекол его очков).
  • Использование полимеров в конструкции окуляра
    Пластик при использовании в качестве материала корпуса плох по причине его тепловой нестабильности. При слишком большой температуре (совсем не редких при дневных наблюдениях) полимеры склонны размягчаться и даже разрушаться. Ультрафиолет солнечного излучения также губительно сказывается на этих материалах. Поверхность пластмассы сформированная литьем часто излишне отражающая и плохо сочетается со светозащитой окуляра. Линзы из оптической пластмассы имеют повышенное светорассеивание, плохую устойчивость к появлению царапин, часто не стабильную форму оптических поверхностей.
  • Разнобой в параметре парфокальности разных окуляров
    Это приводит к тому, что при смене увеличений (с поискового на "рабочее") слабые объекты могут просто пропасть - растворившись на фоне. Понадобится перефокусировка. Что бывает особенно досадно при дневных наблюдениях, когда потрачено столько много времени на поиск объекта вроде планеты или звезды. Справедливости ради стоит отметить, что близорукость наблюдателя (и даже просто привычка фокусироваться на расстояние "наилучшего зрения") часто оказывает не менее сильное влияние на расфокусировку.
  • Вычурная конструкция корпуса окуляра
    Обычно это попытка выделиться, придать вид "премиальности", к сожалению, часто за счет преувеличенных габаритов и массы.
  • Низкий уровень культуры оптического производства
    Что может включать осыпающуюся краску с непрозрачными частичками в том числе и на внутренних поверхностях линз. Использование некатегорийного стекла с неоднородностями, повышенной пузырности, свилями, желтого цвета. Плохо отшлифованные и недостаточно отполированные оптические поверхности. Нечерненые нерабочие поверхности линз. Болтающиеся элементы в плохо поджатых сборках. Перекосы в расположении оптических компонентов. Грубо выполненные соединительные резьбы. И так далее.
  • Несоответствие характеристик заявленных и реальных
    Меньшее эффективное поле зрения, меньший эффективный вынос выходного зрачка и использование однослойных покрытий вместо декларируемого FMC - самые частые из "грешков" продавцов/производителей

Ответить