Astrophftimey: khẩu độ thực so với số f?

Trong khi đọc về chụp ảnh thiên văn, tôi phát hiện ra dường như có một phong trào tin rằng khẩu độ thực (đường kính của mống mắt) quan trọng hơn số f khi nói về tốc độ. Làm thế nào và nơi này đã đến từ đâu?

Tôi đã đọc một phản bác nhưng sẽ quan tâm đến việc nghe ý kiến. Tôi đoán bạn có thể gán nó cho việc phát tán cùng một ánh sáng (một phần của hình ảnh) trên nhiều trang ảnh hơn hoặc chỉ là một cách nói khó hiểu về độ phóng đại là tốt, nhưng điều này dường như cũng được áp dụng cho ảnh góc rộng.

Tôi thậm chí còn đọc những thứ về số f ảnh hưởng đến giới hạn sương mù trên bầu trời (trái ngược với phơi sáng tổng thể).

Trong máy ảnh, tất cả các phần của hình ảnh đều đi qua tất cả các phần của ống kính, do đó khẩu độ ảnh hưởng đến lượng ánh sáng chiếu vào từng phần của hình ảnh.

Trong kính viễn vọng, ánh sáng tới song song, vì vậy mỗi phần của hình ảnh chỉ đi qua một điểm trong ống kính. Khẩu độ chỉ giới hạn vòng tròn hình ảnh, nó không ảnh hưởng đến lượng ánh sáng chiếu vào từng phần của hình ảnh. Vì vậy, mối quan hệ giữa khẩu độ và độ dài tiêu cự (số f) không liên quan đến phơi sáng.

Giới hạn sương mù trên bầu trời chủ yếu được xác định bởi lượng ánh sáng đi lạc mà bạn nhận được và vì ánh sáng đi lạc không song song (vì nó đến từ bên trong vũ trụ) nên cường độ của nó bị ảnh hưởng bởi khẩu độ. Vì vậy, khẩu độ nhỏ hơn sẽ có một số ảnh hưởng đến giới hạn sương mù trên bầu trời.

Hãy xem xét, trong giây lát, hướng máy ảnh của bạn vào một bức tường hoàn toàn sáng. Giả sử bạn bắt đầu với ống kính 50 mm với khẩu độ 25 mm (nghĩa là f / 2). Nếu bạn thay đổi thành ống kính 100 mm, bạn sẽ giảm góc nhìn để bạn thu ánh sáng từ một khu vực nhỏ hơn - vì vậy bạn đang thu thập ít ánh sáng hơn. Cụ thể hơn, bạn đang giảm một nửa góc nhìn, điều này làm giảm diện tích xuống còn 1/4, vì vậy bạn đang thu được 1/4 ánh sáng. Để nhìn nó từ một góc nhìn hơi khác, ánh sáng từ một phần đầu vào nhất định được lan truyền trên bốn lần diện tích trên cảm biến / phim, do đó, nó chỉ xuất hiện sáng 1/4 trên bất kỳ phần nào của cảm biến / phim.

Sử dụng khẩu độ tương đối bù cho điều đó, ví dụ, f / 2 cho tổng lượng ánh sáng vào máy ảnh bất kể sự kết hợp giữa độ dài tiêu cự và kích thước khẩu độ cần thiết để đạt đến f / 2.

Hầu hết các bức ảnh thiên văn là một chút khác nhau mặc dù. Đặc biệt, khi bạn chụp ảnh một ngôi sao, nhân đôi độ dài tiêu cự không được tăng gấp đôi kích thước rõ ràng của ngôi sao. Khác với mặt trời, tất cả các ngôi sao ¹ đều đủ xa để chúng luôn hiển thị dưới dạng nguồn điểm. Nhân đôi độ dài tiêu cự không có nghĩa là ngôi sao sẽ được chiếu lên bốn lần diện tích trên phim / cảm biến. Thay vào đó, ngược lại, với các giới hạn về độ sắc nét của quang học, bất kỳ độ dài tiêu cự nào bạn sử dụng vẫn sẽ chiếu hình ảnh ngôi sao dưới dạng nguồn điểm.

Tôi nói "nhất" ở trên, bởi vì điều này thực sự chỉ áp dụng cho các ngôi sao . Đối với mặt trăng, tinh vân, sao chổi và các hành tinh gần hơn, bạn thường phóng đại đến điểm mà đối tượng trong câu hỏi chiếu dưới dạng đĩa trên cảm biến / phim. Ngay khi điều đó xảy ra, bạn quay lại tình huống được mô tả ban đầu: thay đổi độ dài tiêu cự sẽ thay đổi kích thước rõ ràng của đối tượng. Một tiêu cự dài sẽ lan tỏa cùng một ánh sáng trên nhiều pixel hơn, vì vậy bạn cần thu thập thêm ánh sáng để bù lại.

_{Hoàn toàn là một kỹ thuật, một vài trong số các kính thiên văn lớn nhất về mặt lý thuyết có đủ độ phân giải để thực sự phân giải một đĩa của một vài ngôi sao cực kỳ lớn, tương đối gần như Betelgeuse. Ngay cả với họ, đây vẫn hoàn toàn là lý thuyết - bầu không khí vẫn không bao giờ đủ để họ đạt được mức độ chi tiết cần thiết.}

Nếu một kính thiên văn 200 inch được đặt trên quỹ đạo, bên ngoài bầu khí quyển, thì chúng ta thực sự có thể thấy Betelgeuse là một đĩa chứ không phải là một nguồn điểm. Ngay cả điều đó chỉ có thể bởi vì Betelgeuse gần như rất lớn và tương đối gần đó. Đối với hầu hết các ngôi sao, bạn cần một kính thiên văn quay quanh mà vẫn lớn hơn nhiều.

Tỷ lệ f trên kính viễn vọng xác định góc nhìn mà nó có khả năng hiển thị với thị kính tập trung toàn bộ vòng tròn hình ảnh từ gương chính (trong gương phản xạ) hoặc thấu kính vật kính (trong khúc xạ). Các khẩu độ của một kính thiên văn là đường kính của ống kính gương / Mục tiêu chính. Trong thực tế, yếu tố giới hạn khi sử dụng bộ chuyển đổi để gắn máy ảnh của bạn với kính viễn vọng thường là đường kính của bộ chuyển đổi gắn T giữa kính viễn vọng và máy ảnh có xu hướng tắt một số ánh sáng.Trong quá trình quan sát bằng kính viễn vọng thông thường, để có độ phóng đại cao hơn, bạn thay thế thị kính tập trung toàn bộ vòng tròn hình ảnh bằng một điểm tập trung ánh sáng chỉ từ một tỷ lệ phần trăm của vòng tròn hình ảnh. Bạn vẫn đang sử dụng toàn bộ mục tiêu chính / mục tiêu, nhưng bạn chỉ tập trung ánh sáng chiếu vào nó từ trung tâm của trường nhìn.

Khi bạn tháo thị kính và lắp bộ chuyển đổi ngàm T, điều bạn đang làm là cho phép điểm lấy nét vượt qua ống lấy nét và phân giải trên mặt phẳng cảm biến của máy ảnh. Lấy nét được điều chỉnh bằng cách lấy tiêu điểm vào hoặc ra để thay đổi khoảng cách giữa mục tiêu chính / mục tiêu và cảm biến của máy ảnh. Đôi khi các ống mở rộng có thể cần thiết để đưa máy ảnh ra đủ xa để chuyển động của giá lấy nét có thể đưa ánh sáng từ phạm vi vào tiêu điểm.

Tất cả những điều này có nghĩa là khẩu độ hiệu quả thường được xác định bởi đường kính của bộ chuyển đổi ngàm T, thay vì tỷ lệ f của kính thiên văn. Trong thực tế khi sử dụng máy ảnh DSLR trên kính viễn vọng thiên văn, bạn sẽ cần thử nghiệm một chút với ISO và tốc độ màn trập để tìm các giá trị phơi sáng chính xác. Không có giá trị phơi sáng "đúng". Độ phơi sáng thấp hơn sẽ chỉ tiết lộ những ngôi sao sáng nhất, trong khi mức phơi sáng cao hơn cũng sẽ tiết lộ những ngôi sao mờ hơn. Tôi thường sử dụng quy tắc độ dài tiêu cự / 600 để xác định tốc độ màn trập tối đa có thể được sử dụng mà không có chuyển động của sao so với bề mặt Trái đất trở nên rõ ràng trong một hình ảnh không bị cắt xén, sau đó đi từ đó với ISO cho đến độ lớn nhất mà tôi muốn để hiển thị trong hình ảnh chỉ là nhìn thấy.