LOGITEX, s.r.o. je výhradný dovozca pozorovacích ďalekohľadov, hvezdárskych teleskopov, mikroskopov a lúp značky Bresser, Explore Scientific, Meade Instruments a Coronado pre Slovensko.

186Okulárová učebnica

Okulárová učebnica


Autor:  Al Nagler / Preklad:  Roman Luhový

Preklad publikovaný s písomným súhlasom magazínu Sky & Telescope.

Pôvodný text v anglickom jazyku nájdete na tomto odkaze.


 

Okuláre sa predávajú v rôznych typoch a veľkostiach a za rôzne ceny, tak aby uspokojili chuť aj peňaženku spotrebiteľov. Je to ako so všetkým v živote, dostanete to za čo si zaplatíte. Na druhej strane, pokiaľ viete čo hľadať, podarí sa vám nájsť želaný dizajn za rozumnú cenu.

„Okuláre sú častokrát prehliadané ako možný zdroj horšieho výkonu a vina sa zvaľuje na objektív,“ napísal J.B.Sigdwick vo svojej klasickej príručke Amateur Astronomer´s Handbook vydanej 1955. Aj keď sa od tých čias v amatérskej astronómii zmenilo veľa, tieto slová sú platné aj dnes. Vezmime si Sigdwickov príklad pozorovateľa, ktorý použil istý druh okulára na teleskop s krátkym ohniskom a zistil, že obraz je podpriemerný. Keďže zistil aj to, že pri použití okuláru s iným teleskopom s dlhým ohniskom dáva tento dobrý obraz, začal obviňovať zrkadlový objektív – aj keď by za to mohol byť zodpovedný použitý okulár.

Sigdwick tiež poznamenal: „Ideálny okulár existuje len v túžobných predstavách astronóma“. Aj toto je pravda, no dnes už sú k dispozícii aj niektoré veľmi dobré okuláre. Základná prehliadka optiky teleskopu pomôže odhaliť čo sa dá alebo nedá od okulára očakávať.


Vizuálny svet okolo nás je guľový. Všetko v tejto guli vidíme v uhlových mierach, avšak pri pozemských objektoch robíme mentálnu konverziu a myslíme vo fyzických veľkostiach. V atronómii je ale praktickejšie myslieť v uhlových mierach. Mesiac sa nám javí ako 1/2°, pretože má priemer asi 2000 míľ (3200km, pozn.prekl.) a je od nás vzdialený 240 000 míľ (384 000km, pozn.prekl.). Ľubovoľný objekt, ktorý je vzdialený 120-násobok svojho priemeru, sa nám bude javiť ako 1/2° naprieč.
Pre zjednodušenie môže byť teleskop nahradený len štrbinovou optikou. (Miery a uhly použité na tomto obrázku sú príliš zveličené.) V zmysle príkladu z textu, 0.5° uhol tvorený Mesiacom vytvorí obraz o veľkosti 1 palec pri šošovke s ohniskovou vzdialenosťou 120 palcov. Jediný rozdiel medzi štrbinovým a šošovkovým objektívom je len v tom, že šošovka dokáže zachytiť svetlo z väčšieho priestoru a tak vyformovať jasnejší obraz.

Štrbinu môžeme nahradiť šošovkou, ktorej väčší otvor (apertúra) umožní viac svetla čoho výsledkom bude jasnejší obraz. V prípade šošovky s ohniskovou vzdialenosťou 120 palcov bude veľkosť obrazu Mesiaca stále 1 palec.

Parameter f/číslo udávaný pri šošovkách je jednoducho podielom ohniskovej vzdialenosti a priemeru ich apertúry. Ak má naša šošovka priemer apertúry 10“, potom je pomer f/12 (120“/10“=12, pozn.prekl.). Fotografovia vedia, že „rýchlejšie“ šošovky (tie s menším f/číslom) vytvárajú jasnejší obraz, avšak v prípade vizuálneho pozorovania teleskopom nedokáže rýchly objektív sám osebe vyprodukovať jasnejší obraz. Viac o tejto problematike neskôr.

V praxi existujú aj ďalšie rozdiely medzi objektívom fotoaparátu a teleskopu. Vo všeobecnosti je objektív fotoaparátu konštruovaný tak, aby dokázal zachytiť väčší zorný uhol s menším f/číslom, zatiaľčo objektív teleskopu produkuje oveľa ostrejší obraz s obmedzeným zorným uhlom. Fotoaparát má v rovine, v ktorej sa vytvára obraz buď film alebo elektronický senzor, avšak v prípade teleskopu sa obraz vznáša vo vzduchu – kde ho pozorujeme so zväčšovacou lupou, okulárom.

Pozrime sa na obraz zo štrbinového teleskopu štrbinovým okulárom. (Predstavte si kúsok matného skla v ohnisku, kde sa vytvára obraz.) Ak zanedbáme exaktnú trigonometriu, môžeme povedať, že uhlové zväčšenie je pomerom ohniskovej vzdialenosti objektívu k ohniskovej vzdialenosti okuláru. Ak je ohnisková vzdialenosť okuláru 1 palec, potom výsledné zväčšenie bude 120/1=120x.

V takomto systéme musí byť zorný uhol okuláru veľmi veľký, ak s ním máme vidieť celý Mesiac naraz, pretože sa v podstate pozeráme na obraz o priemere 1 palec len zo vzdialenosti 1 palec. Zorný uhol musí byť okolo 60°, čo dáva zmysel nakoľko 1/2° Mesiac sa javí 120-násobne väčší ako bez teleskopu..

Okulár je len zväčšovacím sklíčkom, ktorým sledujeme obraz vytvorený v ohnisku objektívom teleskopu. Okulár s ohn.vzdialenosťou 1 palec (25mm) v kombinácii s objektívom s ohniskom 120 palcov dá zväčšenie 120x. Takéto zväčšenie nezobrazí v okulári celý Mesiac naraz ak nebude jeho zdanlivé zorné pole aspoň 60°. Zdanlivé pole by mohlo byť menšie, ale rovnako by bol menší aj skutočný zorný uhol na oblohe.

Prechádzajúci diagram znázorňuje trajektóriu svetla teleskopom keď nahradíme štrbinovú optiku šošovkami. Vidíme, že okulár plní dve úlohy: „kolimuje“ každý kužel svetla vyformovaný objektívom do valcovitého lúča a tiež mení smer svetelných lúčov. Priemer vychádzajúceho svetelného lúča (nazývaného aj výstupná pupila - „exit pupil“) je rovný priemeru vchádzajúceho lúča (nazývaného aj vstupná pupila – „entrance pupil“ - vo všeobecnosti je to priemer objektívu), ktorý predelíme zväčšením. Veľké zväčšenia produkujú malé výstupné pupily zatiaľčo malé zväčšenia veľké pupily.

Hoci sa dajú vybrať objektívy a okuláre s takými ohniskovými vzdialenosťami, ktoré umožnia ľubovoľné priemery výstupnej pupily, v praxi sa stretávame s istými obmedzeniami. Zrenička tme prispôsobeného ľudského oka sa je schopná otvoriť maximálne na 7mm (toto číslo s pribúdajúcim vekom klesá). Ak by bola výstupná pupila väčšia ako priemer zreničky, plná veľkosť apertúry teleskopu by ostala nevyužitá. Na druhej strane, ani svetelnosť ani rozlíšenie obrazu neutrpí pri tomto malom zväčšení.

Avšak veľká výstupná pupila predsa len môže spôsobovať jeden problém. Ak sa konštrukciou teleskopu vytvorí nejaká centrálna prekážka ako napr.diagonálne zrkadlo pri zrkadlovom Newtone alebo sekundárne zrkadlo pri Schmidt-Cassegraine, javí sa vo výstupnej pupile ako čierna škvrna s rovnakou relatívnou veľkosťou akú má sekundárne zrkadlo oproti objektívu. Takže, ak bude prekážka tvoriť 30% z priemeru objektívu, čierna škvrna bude tiež tvoriť 30% priemeru výstupnej pupily, alebo viac ako 2mm zo 7mm z vyššie spomenutej pupily. Pri nočnom pozorovaní, keď je zrenička oka doširoka otvorená by to nemusel byť problém. Avšak, počas pozorovania za denného svetla, kedy priemer zreničky oka je cca 2-3mm, zatienenie výstupnej pupily už može predstavovať nepríjemný problém. Naviac, táto prekážka sa premieta priamo na stred zreničky, takže zatieňuje práve tú časť oka, ktorá pracuje najlepšie.

Na druhej strane, pri príliš veľkých zväčšeniach a teda malých výstupných pupilách sa obraz (okrem obrazu hviezd) stáva nejasným, prejavujú sa atmosferické turbulencie, viac je na obraze cítiť aj nestabilitu montáže teleskopu a drobné čiastočky v očných buľvách možete začať pociťovať ako nepríjemné. Najmenšia využiteľná veľkosť výstupnej pupily je 0.5mm. Keďže výstupná pupila závisí od zväčšenia a veľkosti objektívu teleskopu, a keďže jej veľkosť by mala byť medzi 0.5-7mm, môžeme pre ľubovoľný teleskop jednoducho prehlásiť, že najmenšie prakticky využiteľné zväčšenie je 3.6-násobok jeho apertúry v palcoch, a najväčšie prakticky využiteľné zväčšenie je 50-násobok jeho apertúry v palcoch. Avšak atmosferické podmienky len zriedkakedy umožnia pozorovateľom s akýmkoľvek teleskopom zväčšenia väčšie ako 400x.

Zdanlivé a skutočné zorné pole

Skutočné zorné pole je vlastne veľkosť oblohy v uhlových mierach, ktorú skutočné vidíme. Pri teleskopoch sa určuje ohniskovou vzdialenosťou objektívu a priemerom zorného poľa okuláru (priemer vstavanej okulárovej clony). Vo vyššie spomenutom príklade sme videli, že zdanlivé zorné pole 1-palcového okulára musí byť 60° aby sme mohli vidieť celý Mesiac teleskopom s ohniskom 120 palcov. Skutočné zorné pole sa približne rovná podielu zdanlivého zorného poľa a zväčšenia. Zdanlivé zorné pole je pre každý okulár nemenné.

Na rozdiel od refraktorov „zo supermarketu“, hvezdárske okuláre sa obyčajne predávajú v dvoch veľkostiach vonkajšieho priemeru okulára – 1.25“ a 2“. Vnútorný priemer okulárového barelu limituje veľkosť clony a tým aj maximálne skutočné zorné pole daného teleskopu. Ak chceme dosiahnúť zdanlivé zorné pole povedzme 50°, potom najdlhšia využiteľná ohnisková vzdialenosť okuláru je 55mm pri 2” okulári, a 32mm pri 1.25”. Hocičo s dlhšou ohniskovou vzdialenosťou prinesie len efekt tunelového výhľadu – menšie zväčšenie a zúžené zdanlivé zorné pole bez zmeny skutočného zorného poľa.

Prečo by sme mali chcieť väčšie zdanlivé zorné pole? Jednoducho preto lebo je to väčšia závava. Taktiež pre dané zväčšenie, väčšie zdanlivé zorné pole znamená väčšie skutočné zorné pole, a to je pekné, najmä v prípade ak ide o teleskop bez motorčekového pohonu.

Rastúce zdanlivé zorné pole je ako dostať sa bližšie k okienku na kozmickej lodi. 50° pole je veľmi dobré, 65° je pomerne široké a priestranné, a 80° a širšie zorné pole je až vrušujúco realistické, skoro akoby ste boli v samotnom obraze.

Okuláre, v snahe dosiahnúť čo najväčšie zdanlivé zorné pole, sú čoraz komplikovanejšie. Veľa tradičných okulárových konštrukcií nie je schopných priniesť široké zorné pole bez podstatných kompromisov v kvalite obrazu. Naviac, menšie f/číslo teleskopov kladie väčšie nároky na kvalitu okulárov. 4-členný okulár so zdanlivým poľom 65° môže fungovať s teleskopom so svetelnosťou f/15, ale celkom určite prinesie nekvalitný obraz s teleskopom so sveteľnosťou f/5. Na dosiahnutie dobrého obrazu pri f/5 teleskope s okulárom s poľom 65° vyžaduje kvalitný aspoň 6-členný okulár.

Aberácie

Optické aberácie, častokrát mylne nazývané deformácie, limitujú výkon okulára. Vo všeobecnosti platí, že čím je f/číslo teleskopu nižšie, tým väčšie sú nároky na zložitosť konštrukcie okuláru, ktorý by dokázal priniesť dobrý obraz. Jednoduché 2-členné okuláre Huygens a Ramsden so zdanlivým poľom okolo 40° budú pracovať pomerne dobre s teleskopmi s veľkým f/číslom, avšak 2-členná konštrukcia nemôže byť adekvátne vykorigovaná pre väčšie ako 40° pole alebo s teleskopmi s malými f/číslami.

Okulár sa nedá posudzovať len podľa názvu optickej konštrukcie. Niektoré ortoskopické okuláre disponujú tripletom a jednoduchou šošovkou (single eye lens) zatiaľčo iné majú dublety a dajú sa nazvať aj okulármi typu Plössl. Dokonca aj Plössl okuláre sa môžu navzájom líšiť svojim dizajnom. Je rozumné pred kúpou okuláru si ho „preklepnúť“ alebo poradiť sa s inými (napr.členmi astroklubu), ktorí s nimi pracujú.

Toto sú najbežnejšie problémy s okulármi:

Guľová chyba – spôsobuje mäkkosť obrazu v strede zorného poľa. Zvyčajne to nie je problém troj a viacčlenných okulárov, ak sa nepoužívajú s veľmi rýchlymi objektívmi.

Axiálna farebná chyba – pri tejto chybe sa objavujú okolo objektov farebné okraje v strede zorného poľa. Len zriedkakedy trpia touto vadou troj a viacčlenné okuláre a taktiež absentujú aj pri niektorých 2-členných okulároch.

Laterálna farebná chyba – prejavuje sa ako farebné okraje okolo objektov v blízkosti okrajov zorného poľa. Je ťažké túto vadu „vydizajnovať” preč z okuláru a tiež môže súvisieť s nekvalitným výrobným prevedením. Môže pretrvávať aj keď sa okulár použije s teleskopom s vysokým f/číslom.

Koma – spôsobuje, že obraz hviezd má namiesto tvaru kruhu tvar kométy blízko okrajov zorného poľa. Väčšinou sa pri kvalitných okulároch nevyskytuje.

Astigmatizmus – spôsobuje, že sa hviezdy javia ako čiarky, krížiky, alebo štvorce po okrajoch zorného poľa. Je to najvýznamnejší problém širokouhlých okulárov, najmä v kombinácii s teleskopmi s malými f/číslami. Použitie Barlow šošovky s takýmto okulárom obyčajne dramaticky eliminuje astigmatizmus.

Zakrivenie zorného poľa – znemožňuje aby bol obraz ostrý v strede a zároveň po okrajoch zorného poľa.

Deformácia zorného poľa – spôsobuje, že vidíme v skutočnosti rovné objekty ako krivé. Zatiaľčo niektoré okuláre, najmä ortoskopické, sú v tomto ohľade lepšie ako iné, deformácia nie je zvyčajne pri astronomickom pozorovaní problém.

Malé alebo veľké zväčšenie?

Pri pozorovaní planét a blízkych dvojhviezd sa snažte držať obraz v strede zorného poľa kde väčšina okulárov zobrazuje korektne. Doporučujem používať stredne veľké zväčšenia (20x-30x na palec), pretože sa pri nich dá dosiahnúť lepší kontrast ako pri väčších zväčšeniach. Veľké zväčšenia by ste mali používať len ak to umožnia atmosferické podmienky.

Ohniskový pomer teleskopu (podiel ohniskovej vzdialenosti a priemeru šošovky či zrkadla v rovnakých jednotkách) indikuje či je teleskop rýchly (malé f/číslo) alebo pomalý (veľké f/číslo). Teleskopy aj okuláre majú svoju ohniskovú vzdialenosť. Podielom ich ohniskových vzdialeností dokážete vypočítať výsledné zväčšenie akejkoľvek kombinácie teleskop-okulár.

Hviezdy, pretože sú bodovým zdrojom svetla, sa javia s rovnakou jasnosťou a veľkosťou pri ľubovoľnom primeranom zväčšení. Ak sú ostatné podmienky nezmenené, f/číslo objektívu nemá žiadny vplyv na jasnosť obrazu hviezdy. Mnoho ľudí sa mylne domnieva, že vizuálny obraz v f/5 teleskope je jasnejší ako v prístroji s objektívom f/10. Ak oba teleskopy budú mať rovnakú veľkosť apertúry a používajú sa pri rovnakom zväčšení (samozrejme, že každý s okulárom o inej ohniskovej vzdialenosti), potom budú obrazy z oboch teleskopov rovnako jasné.

Na rozdiel od hviezd, predĺžený zdroj svetla akým je Mesiac, planéta, galaxia alebo aj pozadie nočnej oblohy budú s rastúcim zväčšením tmavšie. Jasnosť plochy takéhoto objektu je úmerná ploche výstupnej pupily. Takže, objekt pozorovaný pri výstupnej pupile o priemere 1mm má len 2% plošnej jasnosti, ktorú by mal pri 7mm výstupnej pupile. Nejasné hviezdy sa dajú najlepšie pozorovať pri veľkých zväčšeniach, pretože obraz hviezdy ostáva nezmenený zatiaľčo pozadie stmavne, čo zvýši kontrast obrazu.

Avšak ani pre pozorovanie hmlovín či galaxií nie sú veľké zväčšenia zlé. So zvyšujúcim sa zväčšením pozadie nočnej oblohy tmavne rovnakým pomerom ako tieto objekty, takže kontrast sa nezmení. No s väčším zväčšením sa jemnejšie štruktúry stávajú väčšími, takže aj viditeľnejšími.

Doporučujem vám sadu okulárov, ktoré dávajú výstupnú pupilu 0.5, 1, 2, 4 a 7mm. Kúpte si tie najkvalitnejšie okuláre s čo možno najširším zorným poľom aké si môžete dovoliť, najmä ak používate teleskop s f/4-f/6 objektívom. Okuláre, podobne ako stereo zostava, vylepší celú kolekciu vašich „nahrávok“ keď sa rozhodnete modernizovať. Každý okulár aj teleskop má svoju vlastnú osobnosť. Sú návody ako ich používať, no nenájdete v nich žiadne absolútne platné pravdy. Preskúmajte nočnú oblohu s takým širokým diapazónom príslušenstva aký máte k dispozícii. Veľmi skoro zistíte, že každý objekt vám pri rôznych zväčšeniach prinesie iné potešenie.

Nákupný košík
Nákupný košík je prázdny.
Katalóg produktov
© 2014 LOGITEX, s.r.o. Všetky práva vyhradené. | Ochrana osobných údajov | Právne informácie | Stránky generované publikačným systémom ac.web .