čtvrtek, říjen 19, 2017

Příslušenství teleskopu – okulár

Pokud chceme astronomický dalekohled využívat na vizuální pozorování, je nutné používat okulár (e).

Okulár tvoří soustava čoček, která vytváří obraz pro pozorování očima. Tyto zvětšují obraz tvořený objektivem a umožňují pozorovateli zkoumat podrobnosti v obraze. Na trhu existuje velké množství různých typů a velikostí. V následujících řádcích najdete důležité informace, které by měly pomoci se zorientovat v nabídce.

Zvětšení

Každý astronomický dalekohled má své parametry. K základním patří průměr a ohnisková vzdálenost objektivu. Průměr je jasný - je to velikost objektivu v mm. Buď vstupní čočky při refraktorech nebo průměr primárního zrcadla při reflektorech. Ohnisková vzdálenost je vzdálenost mezi objektivem a bodem na optické ose, ve kterém se tvoří obraz. Tyto dva údaje určitě najdete v dokumentaci nebo často bývají uvedeny i na tubusu dalekohledu.
Zvětšení dalekohledu je možné vypočítat podle vztahu

kde
Dobj - průměr objektivu v mm
Dpup - průměr výstupní pupily v mm
Fobj - ohnisková vzdálenost objektivu v mm
Foku - ohnisková vzdálenost okuláru v mm

Z druhého uvedeného vztahu by se mohlo zdát, že můžeme s dalekohledem dosáhnout, s použitím příslušného okuláru, libovolné zvětšení. No není tomu tak. Při výpočtu je třeba uvažovat i o dalších skutečnostech. Nejdůležitější je velikost zorničky pozorovatele. Tato může být kolem 7 mm v případě mladého člověka, ale s přibývajícím věkem se bohužel zmenšuje. Použitelné zvětšení by tedy měly být takové, aby se všechno světlo posbírané objektivem a zobrazeny okulárem i dostalo do oka pozorovatele. Proto by výstupní pupila neměla být větší než je zřítelnice. Tedy dostáváme horní ohraničení 7 mm. Z fyzikálních principů vyplývá, že maximální zvětšení objektivu s průměrem D je rovné jeho dvojnásobku, tedy 2D. Další zvyšování zvětšení je již zbytečné a nepřináší nové podrobnosti v obraze (proto se nedejte nachytat od některých výrobců - při 50-60mm refraktor uvádějí 500-600 násobné zvětšení). Po přepočtu pak dostáváme minimální pupilu o velikosti 0,5 mm. Tyto dva údaje nám limitují výběr okulárů pro konkrétní dalekohled.

Příklad: mějme zrcadlový dalekohled s průměrem zrcadla 200 mm a ohniskovou vzdáleností 1000 mm. Z maximální pupily 7 mm dostaneme minimálně užitečné zvětšení 28. To po přepočtu odpovídá okuláru s ohniskovou vzdáleností 35 mm. Naopak, maximální zvětšení vychází na hodnotu 400a po výpočtu dostáváme hodnotu ohniskové okuláru 2,5 mm. Pokud budeme s dalekohledem pozorovat v našich lokalitách, turbulence v atmosféře nám 400 násobné zvětšení nedovolí, proto by byl okulár s ohniskovou vzdáleností zbytečný. Z praktické zkušenosti jsou u nás použitelné maximálně zvětšení kolem 200-250x, takže se hodnota ohniskové vzdálenosti mírně zvýší - na přibližně 4 mm. Ale třeba podotknout, že během roku se vyskytne pouze pár nocí s atmosférou (nejčastěji přes jarní nebo podzimní období, nebo v období s déle trvající tlakovou výší), která umožňuje vysoké zvětšení. Tehdy ale ten pohled stojí za to. Z výše uvedeného máme tedy určeny hranice - maximálně 35 mm okulár a minimálně 4 mm. Počet okulárů je limitován pouze tloušťkou peněženky, ale rozumné je pokrýt celý rozsah možných zvětšení s 3-4 okuláry. Okuláry s krátkými ohnisky volit z těch, které mají ostrou kresbu a dobrý kontrast, neboť tyto se budou používat k pozorování planet a detailů na povrchu Měsíce. Naopak, okuláry s delšími ohnisky třeba volit raději s širším zorným úhlem, aby nám poskytli krásný pohled přes dalekohled.

Velikosti

Na trhu se prodávají okuláry v různých velikostech. Většinou se vyrábějí 1.25 "a 2", ale je možné se setkat i s velikostí 0,96 ". Ty se spíše vyskytují u starších málo světelných refraktorech nebo levnějších dalekohledech. Při výběru dalekohledu je dobré zvolit raději okulárový výtah  s  větší 2" šachtou a doplnit příslušenství redukcí na průměr 1,25". To umožní používat i 2" i 1,25" okuláry. Redukce je bez optických členů, takže nezpůsobuje zhoršení parametrů přístroje.
Okuláry by měly mít v přední části vysoustružen závit pro nasazení speciálních filtrů. Na toto je třeba pamatovat při koupi, aby později jejich absence nezpůsobila nemožnost jejich používání.

Druhy

Návrhy okulárů prošly svým vývojem. Od nejjednodušších až po poměrně komplikované konstrukce. V následujících řádcích se zaměříme na vývoj, jednotlivé konstrukce a jejich parametry.

Huygens
Toto je první dvojšošovkový okulár z roku 1703. Jeho autorem je holandský fyzik Christiaan Huygens. Označení H. Zorné pole 40 °. Vzdálenost výstupní pupily 0,1 f. Sestává ze dvou plankonvexních čoček obrácených rovnou plochou k pozorovateli. První čočka (označovaná jako kolektív) má ohniskovou vzdálenost rovnou trojnásobku druhé (oční) čočky. Vzájemná vzdálenost je dvojnásobek ohniskové vzdálenosti oční čočky. Výsledná ohnisková vzdálenost vychází pak 1,5 ohniskové vzdálenosti oční čočky. Okulár je vhodné používat pro méně světelné soustavy f/12.

Ramsden
Další dvojšošovkový okulár vyvinul v roce 1783 Jesse Ramsden. Sestává ze dvou stejných plankonvexních čoček. Orientace polní čočky je oproti prvnímu typu opačná. Jejich vzájemná vzdálenost je 2/3 ohniskové vzdálenosti a ohnisková vzdálenost je 3/4 ohniskové vzdálenosti čoček. Označení R. Zorné pole je 30 °. Vzdálenost výstupní pupily je 0f, tedy přímo na ploše oční čočky. To způsobuje, že se všechny škrábance a prach promítají do topeniště. Proto se původní často modifikoval, aby se výstupní pupila posunula. Okulár je vhodný pro méně světelné soustavy f/10.

 

Kellner
Posuneme se do dalšího století. Na scénu přichází návrh od německého matematika Carla Kellnera. Okulár byl navržen v roce 1849 a je asi nejstarším typem okuláru, který se dodnes používá v triedry a v příslušenství levnějších dalekohledů. Jeho návrh vychází z předchozího typu, pouze oční čočku tvoří dublet (dvojice čoček), který efektivně eliminuje barevnou vadu. Označení K, MA, SMA, přip. i inverzně uspořádání RMA). Zorné pole je 45 °. Vzdálenost výstupní pupily 0,45 f. Okulár je určen pro světelnosti kolem f / 8.

Plössl
Návrh tohoto okuláru (z roku 1860) vychází z návrhu okuláru Dialsight. Autorem je Georg Simon Plössl. Okulár sestává ze dvou achromatických a aplanatických dublet. Označení P, SP. Zorné pole je kolem 45 °. Výstupní pupila je 0.8fa okulár je možné používat až do světelnosti f / 4,5. Skrz jeho jednoduchou výrobu a poměrně dobře korigovány chyby je tento typ okulárů asi nejrozšířenější. Často bývá použit v základní výbavě dalekohledů. Ohniskové vzdálenosti bývají od 4 mm do 50 mm.

Steinheil (monocentrický)
V roce 1880 Hugo Adolph Steinheil navrhl nový typ okuláru. Sestává s tří stmelených čoček, jedna spojka ve středu a po bocích rozptylky. Je dokonale achromatický a bez reflexů, které se projevují v některých vzduchem oddělených konstrukcích. Na druhou stranu má poměrně malé zorné pole - jen kolem 30 °. Použitelný je pro světelnosti f / 5. Vzdálenost výstupní pupily je 0.8f.

Abbe (ortoskopický)
Vynikající matematik a fyzik Ernst Abbe představil svůj návrh okuláru v 1880. Sestává z triplety a jedné plankonvexní oční čočky. Okulár se vyznačuje velmi malým zkreslením. Označení je O nebo AO. Zorné pole je 45 ° a použitelný je pro světelnosti f / 6. Vzdálenost výstupní pupily je 0.8f. Okulár je vhodný pro svůj vysoký kontrast a ostrost pro velké zvětšení a pozorování planet a detailů na povrchu Měsíce. Vyrábějí se s ohniskovými vzdálenostmi od 4 mm do 40 mm.

Erfle
Přichází další století a přicházejí nové typy okulárů. Vyznačují se výbornými parametry a podstatně širšími zornými poli. Takovým je i okulár Erfle. Jeho autor, Heinrich Erfle, ho představil v roce 1923. Původně byl určen pro vojenské přístroje. Bývá označen E, EII. Zorné pole je 60 ° až 70 °. Vzdálenost výstupní pupily je 0.6fa je určen pro světelnosti do f / 5.

Nagler
Tento ultraširokoúhlý okulár vyvinul Al Nagler v roce 1980 pro astronomy amatéry. Okulár bývá označen Tv N, vyznačuje se výjimečně širokým zorným polem - až 82 °. Vzdálenost výstupní pupily je 1,2 f. Jelikož je určen až pro světelnosti f / 4, lze jej použít s téměř každým dalekohledem. V kombinaci s velkým světelným zrcadlovým dalekohledem poskytne nádherný pohled dohlbín vesmíru.

Záver
Z výše uvedeného přehledu vývoje okulárů může mít začínající amatér problém volby. Dobrou volbou bude okulár typu Kellner nebo ještě lépe Plössl. Tento je dobře korigován, použitelný i pro světelnější přístroje a přitom jeho cena ještě není taková závratná jako při ultraširokoúhlých okulárech. Pro pozorování planet a detailů na povrchu Měsíce je vhodné doplnit sadu ortoskopickým okulárem, které umožní (v závislosti na průměru objektivu) pozorovat maximálního nárůstu, které dovolí atmosférické podmínky dané oblasti. Po získání určitých zkušeností lze obohatit příslušenství dalekohledu nějakým moderním širokoúhlým okulárem, který určitě potěší nejedno pozorovatelské oko.

Číst 9531 krát

Zanechat komentář

Nejnovější recenze

  • 1
  • 2
  • 3

Astronomická fotografie - 1. metody foce…

24-11-2013 Přečtené:10221 Astronómie

Astronomická fotografie - 1. metody focení

Od nepaměti člověk zvedá hlavu k obloze a pokouší se pochopit vesmír. Mnohé věci jsme objevili , mnohé se zamotalo a bude třeba ještě mnoho... Článek

Montáže astronomické dalekohledu

21-09-2013 Přečtené:10556 Astronómie

Montáže astronomické dalekohledu

Úkolem astronomického dalekohledu je shromažďovat světlo pozorovaných objektů . Každý větší dalekohled bývá upevněn na stativu, aby ho uživatelé nemuseli během pozorování držet v rukou. Článek

Příslušenství teleskopu – okulár

18-08-2013 Přečtené:9532 Astronómie

Příslušenství teleskopu – okulár

Pokud chceme astronomický dalekohled využívat na vizuální pozorování, je nutné používat okulár (e). Článek