Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
2

Во сколько раз современный телескоп «зорче» человеческого глаза?

VVM [2.7K] 10 месяцев назад
тэги: телескоп
категория: наука и техника
1

Понятие "зоркость" можно трактовать двояко. Можно как чувствительность (что и делает Магнус, но делает это неполно), а можно как разрешающую способность. Разберём обе трактовки.

Чувствительность­: да, "размер имеет значение". Но дело не только в размере, что легко поймёт всякий, хоть раз в жизни державший в руках фотоаппарат: для съёмки при низкой освещённости приходится увеличивать не только диафрагму, но и выдержку.

Принципиальное отличие фотоаппарата и телескопа от глаза в том, что система регистрации изображения в них, будь то плёнка/пластинка или ПЗС-матрица, работает с накоплением. Результирующий сигнал (почернение эмульсии или штуки электронов, накопленных в ячейке) пропорционален времени экспозиции. Это то, чем глаз не обладает в принципе - колбочки и палочки не могут накапливать сигнал, степень их отклика на освещение зависит только от уровня самого освещения. И сколь бы долго ни всматриваться в тёмное звёздное небо - это не повысит чувствительность глаза. Поэтому разница в чувствительности будет не 400 миллионов (кстати, эквивалентный диаметр зеркал крупнейших современных телескопов - это даже не 10 метров, а 23, 30 и 39 метров, что уже переводит отношение площадей в область нескольких миллиардов). Это надо умножить на отношение времени экспозиции телескопа, которое в земных условиях может достигать нескольких часов, а для космических - нескольких суток, к "времени экспозиции" глаза - порядка 0,05 с. Так что разница оказывается где-то 15-16 порядков...

Разрешение: тут сравнительно просто. Разрешение любой оптической системы определяется критерием Рэлея и эквивалентным разрешением среды регистрации изображения. Для глаза острота зрения известна: около 1 угловой минуты. Для телескопов определяется размером зеркала (для однозеркальных систем) или апертурой системы (для многозеркальных). Апертура же может превышать размер зеркала в несколько раз. Например, в LBT, который первый из этих трёх упомянутых, диаметр каждого из зеркал 8,4 м, но расстояние между ними - 14,4 м. Поэтому общая апертура, то есть тот параметр, который и определяет разрешение системы, - 22,8 м. Тем самым угловое разрешение оказывается равным 0,16 мкрад, или 0,00055 минуты (этот телескоп предназначен для работы в средневолновом ИК диапазоне; для видимого света разрешение было бы втрое-впятеро выше). В 1800 раз выше, чем у глаза. При таком разрешении на Луне будут различимы объекты размером порядка 60 метров.

bk.ru [7.5K]
Уважаемый Роджер, очень интересно. Неужели же, в самом деле, современная наземная аппаратура позволит зарегистрировать объект 46m. Зачем тогда запустили телескоп Джеймса Уэбба, который, как предполагают, сможет регистрировать объекты "всего лишь" до 34m. И еще, очень жаль, что Вы повелись на ответ Магнуса. Площадь сплошного зеркала диаметром 40 метров больше площади зрачка глаза в (40000/5)^2 = 64000000. Вовсе не миллиарды.  10 месяцев назад
Грустный Роджер [216K]
Ну я не стал проверять арифметику... не в этом же суть.
По поводу телескопа "Уэбб". Он в основном заточен на работу в ИК области, до 28 мк. Там, где использование наземных телескопов невозможно из-за поглощения в земной атмосфере.
Отличие современных наземных телескопов от космических - применение адаптивной оптики. Их зеркала гибкие, за счёт этого форма зеркала динамически подстраивается и под ориентацию зеркала (компенсация деформаций, вызванных изменением его положения), и под мгновенные оптические свойства атмосферы (компенсация турбулентности). Поэтому да, поэтому современные наземные приборы чувствительнее космических.
 10 месяцев назад
комментировать
1

Если под понятием "зорче" имеется ввиду способность улавливать определенное количество света, используя площадь зрачка человека и площадь главного зеркала современного телескопа. Если принять диаметр человеческого зрачка равным 5 миллиметров, а диаметр главного зеркала современного телескопа 10 метров, то получится, что современный телескоп зорче человеческого глаза примерно в 392 699 080 раз. Это вовсе не означает, что с помощью такого телескопа можно читать газету, забытую американскими астронавтами на Луне, но заглянуть и увидеть что-то (галактики, например) на расстоянии 13 миллиардов световых лет такой телескоп сможет.

il63 [134K]
Понравилось слово "примерно" относительно числа 392 699 080, приведенного с точностью 0,00000025%! :)  10 месяцев назад
bk.ru [7.5K]
Извините, Магнус, но что-то уж слишком вольно Вы обращаетесь с числами. Площадь зеркала диаметров 10 метров больше площади зрачка 5 мм. в (10000/5)^2 = 4000000 раз. "Всего-то навсего". Так что Вы ошиблись на два порядка.  10 месяцев назад
Magnus [85.6K]
Со всем уважением, bk.ru, но Вы посчитали отношение диаметров, а не площадей.  10 месяцев назад
bk.ru [7.5K]
Отношение диаметров 10000/5 = 2000, а не четыре миллиона.  10 месяцев назад
Magnus [85.6K]
Вы правы, я ошибся. Вместо 5 мм, взял 0,5.  10 месяцев назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID