Óptica aplicada.

Jonas J escreveu:em resolução maior, é que além de uma ampliação muito grande, o campo de visão também é bastante amplo.

Em se tratando de refratores acromáticos ou qualquer outra classe de telescópios, de fato quanto maior for a abertura ou a potência maior será a resolução, e consequentemente o limite resolutivo relativo à abertura do instrumento, ou ainda o aumento máximo teórico alcançável. O que determina em qual aumento as imagens começarão a se degradarem será o F.
Na observação visual quem vai determinar a nitidez com que se vai observar os detalhes a D x 2.5 será o F do instrumento, por que quanto maior ele for mais as imagens terão atenuadas qualquer brilho excessivo, e não haverá um espectro secundário ou cromatismo imperfeito que sobreviverá a um F longo o suficiente para estar dentro do Critério standard de Conrady.
Uma grande abertura terá naturalmente o aumento normal grande ou D x 1, entretanto quanto maior ela for mais luz vai coligir, então para se determinar onde as imagens obtidas com ampliações elevadas estarão livres de algum brilho excessivo e da aberração cromática, basta levar em conta o F ou a relação F/D do telescópio Uma objetiva acromática de 200mm coligi mais luz do que um espelho de também 200mm, por causa da sombra do espelho secundário neste  diminuindo com isso a área total útil refletora. Por isso o equivalente a um F15 num refrator acromático, é mais ou menos o equivalente um refletor newtoniano com o F "aberto" a 10 ou F10, por que por causa da obstrução ele precisa de mais luz, e para isso um F proporcionalmente mais curto o enquadra no padrão de equilíbrio entre o brilho e o contraste.

André Pira escreveu:Mas oque determina a dimensão (amplitude) do campo de visão da observação, e a construção da ocular....não e ?

Não sei se entendi a sua dúvida mas a dimensão da imagem é que foi o objeto da discussão, diga-se, a dimensão da imagem numa ampliação elevada sem perda de qualidade com um bom equilíbrio entre brilho e contraste, e para isso ocorrer naturalmente só com um F longo no caso da observação visual de objetos brilhantes como a lua e os planetas, ou com o uso de filtros corretivos em aparelhos de F curto (em se tratando de acromáticos).
Em relação a esse campo citado por você, a amplitude ou a extensão angular com que o campo será visualizado é decorrente da ocular utilizada.

André Pira escreveu:Jonas J escreveu:
em resolução maior, é que além de uma ampliação muito grande, o campo de visão também é bastante amplo.

Olá André Pira, achei melhor tentar responder mais claramente: em se tratando de ampliações quanto maior for a abertura maior será também o aumento normal do telescópio, ou 1 x a abertura D em mm. Isso explica a tendenciosa e crescente busca por aberturas sempre cada vez maiores o que pode levar a alguns problemas se o F for negligenciado, principalmente quando se trata de operar visualmente com o aparelho usando ampliações perto ou no limite resolutivo da sua abertura.
O problema é que quanto maior for a abertura mais luz será coligida pelo telescópio, então mesmo o aumento normal dele vai acabar sofrendo os efeitos desse aumento da magnitude alcançável numa observação visual, e isso nas imagens dos corpos celestes mais brilhantes poderá provocar uma perda de contraste a cada polegada a mais de diâmetro.
Em casos de aberturas superiores (300mm, 400mm, 500mm ...) , se o que se pretende é realizar observações visuais lunares e planetárias, ao contrário recomenda-se reduzir ainda mais as ampliações ou algo em torno de D x 0.5.
É óbvio que podemos usar um poder de ampliação maior por que depende mais do seeing mas por exemplo para uma objetiva acromática de 200mm de diâmetro, na prática o melhor equilíbrio entre o brilho e o contraste nas suas imagens visuais dos objetos do sistema solar, serão encontrados com aumentos da ordem de 100x ou D x 0.5 (200mm x 0.5 = 100x). Com uma objetiva ou espelho de 400mm de abertura uma ampliação de 200x  ou D x 0.5, vai fazer com que o poder de resolução seja melhor aproveitado do que tentar levar o aparelho ao limite e forçá-lo a D x 2.5.
Outro problema também é que quanto maior a abertura maiores serão ampliados os efeitos negativos das turbulências atmosféricas.
Independente da abertura a nitidez com que se vai observar visualmente os detalhes com um grande aumento será determinada pelo F e não pela abertura, pois esta define a quantidade de detalhes a serem "resolvidos" enquanto o outro (o F) definirá se esses detalhes serão observados com maior ou menor nitidez.
Então não vai adiantar se fixar somente na abertura que deve "obrigatoriamente" ser cada vez maior, por que chegará num ponto em que nos alvos de muito baixa magnitude como é o caso da lua e dos planetas, a magnitude visual de uma grande abertura por si só limitará a nitidez da observação visual dos detalhes revelados pelo poder de resolução, mais fortemente sentido durante o uso de aumentos muito grandes.
A abertura não é tudo na hora de revelar o "poder de fogo" de um telescópio, a nitidez com que os detalhes "resolvidos" pelo poder de resolução serão observados melhor contrastados visualmente dependerá do F, ou de quantas vezes a distância focal for maior do que o diâmetro da objetiva ou espelho em milímetros.

Enzo escreveu:1- O que eu quero explicar é que a distância focal não é tão importante para definir a quantidade de detalhes de uma imagem
2- o contraste/brilho pode ser controlado através da ampliação usando oculares de diferentes distâncias focais.
Ex1: Newtoniano 200mm f6 com ocular de 10mm= ampliação de 120x
Ex2: Newtoniano 200mm f12 com ocular de 20mm= ampliação de 120x
3- Outro ponto que quero destacar é que as melhores imagens de planetas geralmente são feitas com telescópios de distância focal média/curta (algo em torno de f/d=5 ou 6) mas com grande abertura (geralmente superior a 250mm). Posso citar como exemplo as fotos do Fábio Plocos e do Darío Pires usando um Newtoniano de 400mm f4.8

1- De fato a distância focal não tem importância alguma quanto à quantidade de detalhes, pois isso é função do poder de resolução da objetiva ou espelho.
2- A luminosidade em ambos será a mesma, mas o brilho da imagem formada mais longe da objetiva no aparelho de F maior terá menor brilho por unidade de área.
3- Se você se referiu às imagens fotográficas isso é fato, mas no que diz respeito às imagens visuais lunares e planetárias elas precisam de menos brilho para reforçarem o contraste.

Enzo escreveu:1- Qual seria a explicação física ou matemática para isso?
Concordo que em dois telescópio com o mesmo diâmetro e com a mesma ocular, mas com diferentes distâncias focais, aquele que tiver a menor distância focal apresentaria uma imagem mais brilhante (devido a menor ampliação). Mas se eles fossem usados com a mesma ampliação (oculares de distância focal diferentes) a imagem seria igual. Uma lâmpada de 20w em um quarto pequeno (baixa ampliação da imagem) iluminaria bem o quarto, entretanto a mesma lâmpada em um quarto com o dobro do tamanho (grande ampliação da imagem) não iluminaria bem o quarto, resultando em um ambiente mais escuro (imagem com menos brilho).
Nessa analogia, aumentar o tamanho do quarto seria equivalente a aumentar a distância focal, assim aumentando a ampliação da imagem e por consequência reduzindo seu brilho
2- usando-se uma ocular de grande distância focal, a imagem ficaria menor e mais brilhante (como no exemplo do quarto pequeno)
3- De acordo com essa analogia, dois telescópios com o mesmo diâmetro, usando a mesma ampliação teriam imagens com o mesmo brilho, independente da distância focal. Mas é claro que não estou levando em consideração alguns problemas como a aberração cromática em refratores.
4- As imagens que estou me referindo geralmente são obtidas através da gravação de vídeos e posteriormente são selecionados os melhores frames para compor a imagem final.
5- Não vejo porque a imagem teria diferenças muito significativas entre um vídeo sem edição e uma observação direta na ocular.

Olá Enzo:
1- A experiência da lâmpada no quarto explica bem por que mesmo tendo a mesma abertura e usando o mesmo aumento, a imagem visual no que tiver o F mais longo vai brilhar menos por unidade de área ampliada:  

Enzo escreveu:a mesma lâmpada em um quarto com o dobro do tamanho (grande ampliação da imagem) não iluminaria bem o quarto, resultando em um ambiente mais escuro (imagem com menos brilho)

2- Justamente por causa da unidade de área menor que será amais integralmente iluminada.
3- A aberração cromática é decorrente principalmente do excesso de brilho nas imagens dos refratores acromáticos. Dois telescópios com a mesma abertura e a mesma ampliação vão proporcionar imagens do mesmo tamanho, correto, porém a imagem no aparelho de F curto vai receber mais luz por unidade de área do que no de F longo.
4- Não há como fazer comparações entre imagens visuais e fotográficas, por que o olho humano é hemisférico e o sensor de uma câmera é plano.
5- Você pode até encontrar alguma astrofotografia que lembre bastante aquilo que você vê ou viu na ocular do seu telescópio, mas ela nunca será a mesma coisa por que na astrofotografia a imagem foi captada num espectro muito mais amplo do que o captado pelo olho humano.

Enzo escreveu:Voltando ao assunto do tópico,
Acho que quem gosta de grandes telescópios iria adorar esse refrator 300mm f12.2 https://www.youtube.com/watch?v=Qnrjve2AEhY , o problema é que ele deve ter bastante CA , mas é um belo equipamento.

2- Outros refratores grandes refratores: http://www.astromart.com/classifieds/details.asp?classified_id=891868
O Zeiss de 250mm f16.2 estava custando 175,000.00 dólares, mas se fosse para encomendar para o Brasil, certamente iria custar mais de 1 milhão devido aos impostos e o valor do dólar.

1- De fato uma objetiva acromática de 300mm teria de ter um F perto de 40 afim de eliminar a CA. Ja tive a oportunidade de dar manutenção numa objetiva acromática de 300mm F10, e com baixas ampliações ela proporcionava imagens esplêndidas do céu profundo, mas ao observar visualmente na ocular com ampliações elevadas dava-se a impressão de estar olhando para dentro de uma discoteca, tamanha era a profusão de reflexos luminosos que se via.
2- Embora o F dele pudesse ser ainda um pouco mais longo ou algo próximo a um F30 para controlar melhor a CA, com bom seeing até 625x nesse refrator seriam visualmente alcançados com sucesso (250mm x 2.5 = 625x):



Deve ser um espetáculo observar com esse gigante de F mediano para a abertura dele, mas que com a adição de algum filtro visual corretivo as ampliações mais elevadas ficam otimizadas.

Enzo escreveu:1- Se ambos os telescópios possuem o mesmo diâmetro, mas estão usando diferentes oculares de modo que seus aumentos sejam o mesmo, como um equipamento iria apresentar a imagem mais brilhante que o outro?
Qual seria o motivo de uma unidade menor de área ser iluminada se ambos os telescópios tiverem o mesmo diâmetro e o mesmo tamanho da imagem (ampliação).
Se ambos estivessem usando a mesma ocular eu entenderia o motivo (ampliação diferente, portanto tamanhos de imagem diferentes), mas na situação hipotética que estou citando a ampliação é a mesma, a única coisa que muda é a distância focal.
2- a única maneira disso acontecer seria se alguma quantidade significativa de luz "desaparecesse" durante o percurso da objetiva até a ocular do telescópio de foco mais longo. Acredito que essa perda de informação durante o percurso do cone de luz seja impossível.
3- o brilho excessivo não é o que causa a aberração cromática.
4-Realmente existem muitas diferenças entre a imagem de uma astrofoto e a imagem observada pela ocular, mas no caso de vídeos sem manipulação da imagem, essa diferença se torna mínima.

1- Quando você deu o exemplo do quarto iluminado se valeu da luminância (quantidade de luz ou fluxo luminoso que incide sobre um ponto da superfície e a área dessa superfície), e não da luminosidade (produção de brilho ou claridade).
Se ambos os telescópios possuem o mesmo diâmetro e estão utilizando oculares diferentes para o mesmo aumento, as imagens produzidas terão de fato o mesmo tamanho, mas a razão entre o tamanho linear da imagem e o seu tamanho real angular em segundos de arco, aumenta com a diminuição do F e diminui com o aumento deste.
2- Há uma redução perceptível no brilho quanto maior for o número de elementos pelos quais a luz atravessar, quando uma parte dela é dispersada no percurso.
3- De fato a aberração cromática é uma imperfeição na reprodução correta das cores da imagem pois cada cor possui um comprimento de onda diferente, e no caso de uma imagem com aberração ela será proporcional ao aumento empregado, ou quanto maior ele for e quanto maior ficar a imagem maior será a aberração.
4- Mesmo que mínima ainda assim existirá uma diferença e a imagem visual e a fotográfica nunca poderão ser idênticas, mesmo que no olho humano a imagem se forme na retina bem próxima de sua superfície.

Enzo escreveu:Acho que seria interessante mover essas mensagens para um tópico sobre esse assunto para não desviar muito do tema proposto pelo criador desse tópico.

Este tópico agora encontra-se em Óptica.

deco27x escreveu:Ótima ideia Bruno! Realmente uma seção dedicada à ótica estava fazendo falta.

A ideia de se criar um tópico específico durante a discussão foi do colega Enzo, e eu escolhi como título a Óptica pois de fato estava fazendo falta essa abordagem.
Creio que será um tópico muito útil, já que observar ou fotografar um corpo celeste é o mesmo que estudar os mecanismos de propagação dos fenômenos associados à luz, e que no nosso caso se dá através dos instrumentos e acessórios astronômicos.

TIAGO CEZAR escreveu:gostaria de saber mais sobre uma lente eretora quais são os componentes ou o tipo de grau , saber se posso mandar  fabricar uma?

Seja bem vindo TIAGO, os telescópios astronômicos fornecem uma imagem invertida ou de cabeça para baixo. Uma eretora inverte a imagem mais uma vez e assim anula a inversão. É indicada para ser usada na observação de alvos terrestres, e são comumente encontradas no mercado algumas que também ampliam 1.5x o objeto observado:





O esquema do funcionamento óptico de uma eretora pode ser entendido na figura abaixo:



Para as observações astronômicas ela não faz muita diferença, por que no espaço não há nenhum "para cima" ou "para baixo".

Uma eretora de melhor qualidade (Omegom):



É preferível quando o telescópio for do tipo refrator ou catadióptrico (Maksutov, Schmidt), utilizarmos uma diagonal de 45º para endireitar as imagens ao realizar observações terrestres (com a diagonal 45º obtemos imagens melhores):