Osui silmiin Ursan verkkokaupassa tähtikiikarit valon vahvistamiseen tähtitaivaan katselussa. Siis ne, joissa on suurennusta vain 2x. Hiukan hupaisan näköiset. Niillä saa kerättyä valoa silmiin 30x sen, mitä pupilli itsessään päästää läpi. Tarkoitus on nostaa himmeät kohteet tähtitaivaasta paremmin esiin. No, tämä on aivan selkeä juttu, mutta tuli ihan muuta käyttöä itselle mieleen. Jos valoa saadaan kerättyä noin paljon enemmän, niin ylittyisikö raja saada revontuliin väriä? Meillähän ei verkkokalvon aistinsoluille normaalisti riitä ainakaan perusreposten intensiteetti. Mutta mitä tekee tuo 30x valon määrän lisäys?
Siis onko jollakulla moiset kakkulat käytössä, ja jos on, niin onko tullut kokeiltua niitä reposiin? Vähän kirpaisee ihan vain testaamista varten sijoittaa niihin tuo pyydetty 130e.
Toki voisivat olla muutenkin mukavat ihan vaikka Linnunradan ihailuun. Jos nyt taivas enää tänä talvena paljastuu pilvimaton takaa.
Niiden tarkka näkökenttä on aika kapea revontulille. En itse tykkää käyttää niitä silmälasien kanssa, mutta onneksi tarkennuksessa riitti vara mun silmille.
Hiukan ihmettelen tuota Ursan verkkokaupassa kerrottua:
"Kiikarit keräävät n. 33 kertaa enemmän valoa kuin ihmisilmä. Pienellä suurennoksella taataan himmeiden kohteiden huomattava pintakirkkauden kasvu verrattuna paljain silmin tehtäviin havaintoihin."
Minkälainen optinen rakenne noissa on, onko optiikka kehittynyt jo magian puolelle? Olen ollut siinä käsityksessä, että mikään optiikka ei voi kasvattaa kohteen pintakirkkautta. Jos silmän pupillin halkaisija on 7 mm ja kiikarin suurennus 2x, tietystä näkökentän pisteestä silmään tulee valoa 14 mm:n kokoiselta objektiivin alueelta riippumatta siitä, mikä objektiivin halkaisija on. Silloin kohde on 4 kertaa (eikä suinkaan 33 kertaa) kirkkaampi kuin paljain silmin, mutta koska pintakohteen valo levittyy 4 kertaa suuremmalle alueelle, pintakirkkaus on sama kuin paljain silmin.
Juuri näin asia on. Mistä tahansa suunnasta tuleva valo pääsee 7mm pupillista sisään vain koko etulinssiä pienemmältä, 14mm halkaisijan alueelta. Muut etulinssin osat kontribuoivat vain eri osiin näkökenttää, kuhunkin näkökentän nurkkaan omalta 14mm alueeltaan.
Olen Kunmingin vastaavilla 2x54 kiikareilla katsellut revontulia ja ovat siihen kyllä hämmentävän hyvä laite. Himmeät hienorakenteet näkyvät paljon suurentamatonta kuvaa selvempinä. Noita 2x54 pidetään aika paljon parempina kuin Ursan myymiä vähän pienempiä.
Mutta eikö kaukoputken toimintaperiaate ole nimenomaan koota valoa laajemmalta alueelta kuin pupilli ja keskittää se sitten johdettavaksi pupillin läpi verkkokalvolle tai kameran kennolle. Tämä mahdollistaa kuvan suurentamisenkin, kun valon määrä on silloin suurempi. Miksi se ei toimisi näiden kiikareiden optiikalla?
Optiikkaa kyllä suurentaa, muttei tee mitään kirkkaammaksi. Korkeintaan voidaan pysyä samalla tasolla kirkkauden havaitsemisen suhteen mitä paljain silmin ja näin silloin jos käytetään kaukoputken milimisuurennusta. Optiikan avulla nähdään kaikki toki suurempana kuin paljain silmin ja siihen perustuu se, että voidaan nähdä esimerkiksi pienemmät syväntaivaan kohteet paljaa silmää paremmin. Minimisuurennusta pienempi suurennus ei kuitenkaan enää auta asiaan sillä ollaan saavutettu maksimit, miten kirkkaana kohde voidaan silmin nähdä.
Lainaus käyttäjältä: Timoti - 06.12.2025, 20:27:30Mutta eikö kaukoputken toimintaperiaate ole nimenomaan koota valoa laajemmalta alueelta kuin pupilli ja keskittää se sitten johdettavaksi pupillin läpi verkkokalvolle tai kameran kennolle. Tämä mahdollistaa kuvan suurentamisenkin, kun valon määrä on silloin suurempi. Miksi se ei toimisi näiden kiikareiden optiikalla?
Kaukoputken lähtöpupilli ratkaisee. Lähtöpupillin voit laskea jakamalla kaukoputken apertuurin koon suurennuskertoimella. Tämä lukema kertoo minkä paksuisen valopötkylän yksittäisestä tähdestä tuleva valo muodostaa okulaarista lähtiessään. Kun laitat silmän okulaarin eteen, silmäsi tarkentaa tämän sylinterimäisen pötkylän yhdeksi pisteeksi verkkokalvolle.
Kun lähtöpupilli suurenee, kuva kirkastuu. Kun lähtöpupilli saavuttaa saman koon kuin silmäsi pupilli on, on kuva yhtä kirkas kuin paljaalla silmällä näet. Eli kaukoputkessa taustatavaan hehku tai revontulet voivat olla enintään niin kirkkaita kuin paljaallakin silmällä. Kun lähtöpupilli kasvaa, valokimppu ei enää mahdu kokonaan silmäsi pupillista sisään. Eli se ylimääräinen valo joka kuvaa voisi kirkastaa, ei mahdu silmään vaan menee harakoille.
Mainitut 2x40 tai 2x54 pöllönsilmäkiikarit eivät toimi ihan yllä kuvatulla tavalla koska galileon optiikka ei muodosta fyysistä lähtöpupillia. Silmän pupillin koko on tässä kuitenkin samalla yhtä lailla rajoittava tekijä.
Kuvan kirkkauden kannalta ei ole väliä onko systeemi kaukoputki, perinteinen kiikari vai galileon kiikari.
Voisiko tällaisella parantaa pintakirkkautta kaukoputkella? Noin niinkuin teoriassa jonain päivänä? https://www.edmundoptics.com/p/fiber-optic-taper-for-25mm-to-8mm/11896/ (https://www.edmundoptics.com/p/fiber-optic-taper-for-25mm-to-8mm/11896/)
Ongelmana ei ole se ettei vielä olisi keksitty sellaista laitetta, vaan se ettei tuo kuvan kirkastaminen ole termodynaamisesti mahdollista. Jos aiot tuossa onnistua, voit hyödyntää sitä samalla ikiliikkujan valmistamiseen.
Tämän sarjiksen aihe liittyy aiheeseen hyvin läheisesti: https://what-if.xkcd.com/145/
Ja jos sitten haluaa nähdä asiat kirkkaammin, mitä paljain silmin, niin siihen tarkoitukseen on valokuvaus. Sen takia itsekin päädyin aikoinaan kuvauksen pariin.
Olen kanssa ihmetellyt kuinka pintakirkkaus säilyy eri kokoisilla putkilla, joku selitys siihen on. Kuitenkin kyse on fotonien lukumäärästä/pinta-ala. Luulisi että valoa saadaan taitettua tiheämpään vuohon mutta en tiedä miksei se onnistuisi.
Vähän nyt vaivaa, että mistä minulle on tullut tuo käsitys kaukoputkesta ikään kuin valoämpärinä. Mitä suurempi ämpäri, sitä enemmän se kerää valoa. Katsoin, mitä wikipedia asiasta sanoo, ja kyllä tuo näyttää siltä, mihin olen ennemminkin törmännyt. Mitä tarkoittaa oikeasti kaukoputken valovoima, vai onko koko sana huuhaata?
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 06.12.2025, 22:29:19Ongelmana ei ole se ettei vielä olisi keksitty sellaista laitetta, vaan se ettei tuo kuvan kirkastaminen ole termodynaamisesti mahdollista. Jos aiot tuossa onnistua, voit hyödyntää sitä samalla ikiliikkujan valmistamiseen.
Tämän sarjiksen aihe liittyy aiheeseen hyvin läheisesti: https://what-if.xkcd.com/145/
Mutta ei kai tuo termodynamiikkaa sinänsä riko, että otan 25mm lähtöpupillin ja rutistan sen 7mm lähtöpupilliksi. Mitäänhän ei hukata eikä luoda tyhjästä? Muutenhan kameran BIN2 tilakin rikkoisi termodynamiikan. Onko se vain, että valon luonteesta johtuen samaa ei voida optisesti tehdä? Valo ei suostu tekemään puhdasta sivusiirtymää, koska silloin valon nopeus ylittyisi, joten valon joutuu aina taittamaan, muuttamaan sen suuntaa. Ja se tekee tämän pintakirkkausongelman kun lopputulokseksi halutaan aina silmän 7mm pupilli.
Kamerallahan ei samaa ongelmaa ole, kun ei ole pupillia vaan on kuva kennon pinnalla ja kaukoputken objektiivi on se pupilli, jota voi kasvattaa ja johtaa aina lisää valoa samaan kennon pisteeseen.
Tuo valokuitukartiohan teoriassa olisi optinen bin2, mutta toteutus nykytekniikalla lienee, että kimppu tasapaksuisia valokuituja näytteistää isomman lähtöpupillin hukaten kuitujen väliin jäävän valon ja sitten ulostaa sen tiheämpänä lätöpupillina kun kimput ovat jättöpäässä tiheämmässä? Mutta jos voisi olla (voiko?) trumpetin muotoisia valokuituja, jotka ottavat koko 25mm lähtöpupillin talteen ja sitten pienenevät toisessa päässään niin, että ulos tulee koko alkuperäinen valomäärä, mutta rutistettuna 7mm:iin, niin voisikohan se toimia edes teoriassa.
Jos tuollaisen kuitukartion sijoittaa isompi pää objektiivin polttotasolle, pienempään päähän muodostunee kuva jota voi katsella, toimii kuin kamera. Jos kuidut olisivat kapenevia, tuloksena olisi bin2.
Kas, onhan kartiomaisia valokuituja olemassa https://www.rp-photonics.com/tapered_fibers.html (https://www.rp-photonics.com/tapered_fibers.html)
En päässyt heti tutkimalla selville, onko esim. tuossa Edmundsin kartiossa kartiomaiset kuidut. Mitä videolla katselin tuollaisen kartiomöllykän (jonkun halpisversion) käyttöä pienennyslasina, ei se kuva ainakaan kirkastunut. Mutta johtuuko valohukasta kuiduissa vai suoran kuidun käytöstä, en tiedä.
Lisää pohdintaa: Valohan on pystytty väliaineessa pysäyttämään.https://news.harvard.edu/gazette/story/2001/01/researchers-now-able-to-stop-restart-light/ (https://news.harvard.edu/gazette/story/2001/01/researchers-now-able-to-stop-restart-light/)
Mitäs jos pysäyttää kimpun samansuuntaisia valonsäteitä kukin omaan väliainekapseliinsa ja sitten mekaanisesti siirtää ne lähemmäksi toisiaan siirtämällä väliainekapselit, joiden sisällä ne pysäytetyt valokimput on, lähemmäksi toisiaan. Ja sitten päästää säteet jatkamaan matkaansa, niin silloinhan on tehty tämä sama temppu mitä tuolla kartiolla yritin. Valoa on kompressoitu, lähtöpupillia tiivistetty suurentamatta kuvaa, pintakirkkaus on kasvanut. Hiukan kömpelö laitteisto ehkä Ursan tähtikiikareihin liitettäväksi, mutta toimisi?
Suora lainaus wikipediasta. Mikä tuossa pitää paikkansa js mikä ei?
Valovoima
muokkaa
Tähtikaukoputken tärkein ominaisuus on sen valovoima. Kaukoputken objektiivilla tarkoitetaan sen valoa keräävää elementtiä, linssikaukoputkissa linssiä ja peilikaukoputkissa pääpeiliä. Mitä suurempi on kaukoputken objektiivi, sitä enemmän valoa se kerää. Valovoima on verrannollinen objektiivin pinta-alaan, eli sen halkaisijan toiseen potenssiin. Ihmissilmän pupillin pinta-ala on noin neliösenttimetrin suuruusluokkaa ja suurten kaukoputkien peilit ovat kymmeniä neliömetrejä. Suuri kaukoputki siis kerää yli satatuhatta kertaa enemmän valoa ja näkee vastaavasti himmeämpiä kohteita.
Lainaus käyttäjältä: Timoti - 07.12.2025, 08:04:13Vähän nyt vaivaa, että mistä minulle on tullut tuo käsitys kaukoputkesta ikään kuin valoämpärinä. Mitä suurempi ämpäri, sitä enemmän se kerää valoa. Katsoin, mitä wikipedia asiasta sanoo, ja kyllä tuo näyttää siltä, mihin olen ennemminkin törmännyt. Mitä tarkoittaa oikeasti kaukoputken valovoima, vai onko koko sana huuhaata?
Lainaus "Älykaukoputki vs. perinteinen kuvauskalusto" #11
Rupesin oikein miettimään millä kuvaisi valotusaikaa. Keksin astian siihen, ja sademäärä kuvaa valon määrää. Olkoon 5mm sademäärä hyvä valotusaika jolla näkee jopa sumuja heikosti. Olkoon kukkavaasi nopean putken (alle f5) kuvaaja, se levenee ylöspäin joten 5mm kertyy nopeasti. Olkoon erlenmeyerpullo hitaan putken (10-15 f-luku) kuvaaja, se levenee alaspäin, 5mm kertyy hitaasti. Keskialueen (f5-f10) olkoon suora vaasi jonka aukko ja pohja on suunnilleen yhtä suuret, 5mm sadetta kertyy kohtuullisessa ajassa. Aukon leveys olkoon apertuurin leveys, pohjan leveys olkoon suurennoksen suuruus. Valovoima on polttoväli/objektiivin halkaisija. Tätä käytetään varsinkin kuvauksessa mutta myös katseluoptiikassa. Asiaa sekoittaa vielä se että esm f5 putki on oikeastaan f1/5, käsite on lähtenyt elämään 'omaa elämää'.
On tärkeää erottaa toisistaan pistemäiset kohteet (tähdet) ja kohteet joilla on pintakirkkaus (tähtisumut, revontulet, ym).
Jos otat tietyn kokoisen kaukoputken okulaareineen, ja vaihdat okulaarin lyhempään, suurennus kasvaa. Tällöin kuvassa näkyvästä tähtisumusta tuleva sama valomäärä leviää isommalle alueelle, jolloin sen näennäinen kirkkaus kuvassa himmenee. Sama tapahtuu taustataivaalle. Siksi kaukoputkessa pienellä suurennuksella taivas näyttää edelleen valosaasteiselta, mutta isommalla suurennuksella taustataivas tummenee.
Tähdille ei käy samalla tavalla, sillä ne pysyvät pistemäisinä suurennuksen kasvattamisesta huolimatta. Tähdet pysyvät siis kuvassa yhtä kirkkaina suurennuksen kasvaessa siihen asti kunnes tähden diffraktiokiekko alkaa näkyä ja kasvaa.
Kaukoputkella havaittava rajamagnitudi riippuu siis vain kaukoputken apertuurista. Jos pidät suurennuksen samana mutta kasvatat apertuuria, kuva kirkastuu. Himmeämpiä tähtiä ilmestyy näkyviin, jo aiemmin näkyvät tähdet näyttävät kirkkaammilta, ja kuvassa näkyvät tähtisumut kirkastuvat myös. Samoin taustataivas tai revontulet.
Tällä tavalla apertuuria kasvattamalla voi kirkastaa kuvaa niin kauan kunnes lähtöpupilli saavuttaa silmän pupillin koon, sen jälkeen kaikki valovoiman kasvatus menee hukkaan ja kuva näyttää edelleen samalta kuin ennenkin.
Tässä vaiheessa ei-pistemäisten kohteiden pintakirkkaus on saavuttanut saman tason kuin miltä ne näyttäisivät paljaalla silmällä. Niiden kuva on kuitenkin suurempi, joten näennäisesti isomman näköisestä kohteesta jonka pintakirkkaus on pysynyt samana, tulee toki yhteensä enemmän valoa.
Lisäksi erotuskyky on parantunut, ja viime keväisten omien kokemukseni perusteella tuollaisella 2x54 pöllökiikarilla revontulista todella näkyy paremmin yksityiskohtia, suosittelen lämpimästi kokeilemaan. Noita isompia saa kiinasta samaan hintaan kuin 2x40-mallia Ursasta.
Jos haluat nähdä itse revontulet suuremmalla pintakirkkaudella kuin paljain silmin, on pakko käyttää jotain härveliä joka tuo lisää energiaa systeemiin. Esimerkiksi pimeänäkölaitetta tai muuta vastaavaa valonvahvistinta.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 07.12.2025, 11:31:51Rupesin oikein miettimään millä kuvaisi valotusaikaa. Keksin astian siihen, ja sademäärä kuvaa valon määrää. Olkoon 5mm sademäärä hyvä valotusaika jolla näkee jopa sumuja heikosti. Olkoon kukkavaasi nopean putken (alle f5) kuvaaja, se levenee ylöspäin joten 5mm kertyy nopeasti. Olkoon erlenmeyerpullo hitaan putken (10-15 f-luku) kuvaaja, se levenee alaspäin, 5mm kertyy hitaasti. Keskialueen (f5-f10) olkoon suora vaasi jonka aukko ja pohja on suunnilleen yhtä suuret, 5mm sadetta kertyy kohtuullisessa ajassa. Aukon leveys olkoon apertuurin leveys, pohjan leveys olkoon suurennoksen suuruus.
Tämä järkeily on visuaalikäytössä olevan kiikarin tai kaukoputken osalta täysin irrelevanttia. Niissä on kyseessä afokaalinen systeemi johon katsotaan sisään silmällä. Objektiivin aukkosuhde ei vaikuta kuvan kirkkauteen millään tavalla. Apertuuri, suurennuskerroin, ja silmän pupillin koko määräävät kaiken.
Omaan foliohattuiluuni vastaus lienee täällä, jahka saan hiukan sulateltua:
https://spectroscopy.wordpress.com/2009/06/02/tapered-optical-fibres/ (https://spectroscopy.wordpress.com/2009/06/02/tapered-optical-fibres/)
Tuo valonpysäytyskikka on sitten vielä eri ceissi.
Isompi kaukoputki kerää enemmän valoa jostain galaksista, mutta kaiken valon mahtumiseksi silmään sisään, on suurennusta pakko kasvattaa, jolloin kuva ja valo leviää laajemmalle ja pintakirkkaus pysyy samana. Fysiologisesti näkeekö silmä silti paremmin kun samaa himmeää huttua osuu useammalle solulle, eli onko silmässä joku bin mekanismi tms., olisi kiva tietää. Joku syyhän on, että sumuja katsellaan isoilla putkilla ja koetaan että ne näkyvät jotenkin paremmin. Onko se se, että monet sumut ovat aika pieniä ja pieni himmeä näkyy huonommin kuin iso himmeä?
Lainaus käyttäjältä: Ari Haavisto - 07.12.2025, 11:41:23Fysiologisesti näkeekö silmä silti paremmin kun samaa himmeää huttua osuu useammalle solulle, eli onko silmässä joku bin mekanismi tms., olisi kiva tietää. Joku syyhän on, että sumuja katsellaan isoilla putkilla ja koetaan että ne näkyvät jotenkin paremmin. Onko se se, että monet sumut ovat aika pieniä ja pieni himmeä näkyy huonommin kuin iso himmeä?
Kyllä siitä sumusta kokonaisuudessaan tulee silmään enemmän valoa, jos sitä katsotaan isolla kaukoputkella minimisuurennuksella. Samoin erotuskyky paranee ja erilaiset kontrastikkaat yksityiskohdat sumun tekstuurissa näkyvät paremmin.
Oleellista tämän ketjun hämmennyksen aiheessa on se, että jos sumu on alkujaankin niin laaja, että sen voi erottaa paljain silmin, se ei silti muutu yhtään kirkkaammaksi vaikka katselisi suurennettuna. Sellaisia sumuja joilla tämän vertauksen voisi tehdä suoraan on tietysti kovin vähän, mutta revontulet on paljon toimivampi esimerkki.
Jos katsoo isolla kaukoputkella ja pienellä suurennuksella täysikuuta, kuva tietysti häikäisee aika kauheasti. Mutta sen kuvan kirkkaus ei ole yhtään isompi kuin täysikuu on 1x:llä, on sekin nimittäin hyvin kirkas. Jos niitä täysikuita olisi taivaalla vierekkäin niin monta että ne muodostaisivat yhtä suuren kuvan kun kaukoputkessa, sekin häikäisisi ihan perhanasti.
Himmeiden kohteiden kanssa hommaa mutkistaa vielä nuo silmän aika monimutkaiset fysiologiset ominaisuudet joita pohdit, mutta niitä ei vielä kannata sotkea tähän paljon yksinkertaisempaan asiaan kirkkauksien suhteista, joka on ihan geometrista optiikkaa.
Lopputulema lienee siis se, etteivät kiikarit tosiasiassa lisää valon määrää, vaan tuovat näkymään eroa kotrastia parantamalla. Värien näkemiseen revontulissa livenä tarvitaan esim. akulla höystetty Tapo ja puhelin näytöksi. Tätä on tullut kokeiltuakin. VR-lasit olisivat tietysti puhelimen näyttöä kätevämmät.
Tuota wikipedian tekstiä voisi joku vielä kommentoida. Miten sitä pitäisi muokata, että tällainen tavis ei saa asiasta väärää käsitystä?
Ja tuo kartiovalokuitu näköjään sekin muuttaa valokartiota kuten linssi, eli ei auta. Rikkoisi termodynamiikan toista pääsääntöä, koska kylmemmästä (pintakirkkaudeltaan himmeämmästä) mentäisiin itsestään kuumempaan tilaan, jos oikeasti ei muuttaisi valokartiota tai hukkaisi kirkkautta kokonaisheijastuksen ulkopuolelle. Tuo pysäytettyjen valonsäteiden tapaus taas voisi kenties toimia, koska siinähän tehdään työtä siirrettäessä valokammioita lähemmäksi toisiaan.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 11:37:00Tämä järkeily on visuaalikäytössä olevan kiikarin tai kaukoputken osalta täysin irrelevanttia. Niissä on kyseessä afokaalinen systeemi johon katsotaan sisään silmällä. Objektiivin aukkosuhde ei vaikuta kuvan kirkkauteen millään tavalla. Apertuuri, suurennuskerroin, ja silmän pupillin koko määräävät kaiken.
Joo se oli vastaus Timotille. Mutta katseluoptiikassa käytetään valovoiman sijasta käsitettä hämäräläpäisyluku mikä kertoo pintakirkkaudesta. Yritin googlettaa hämäräläpäisylukua, ei yhtään vastausta. Kuitenkin kiikariesitteissä se oli käytössä aikoinaan.
Lainaus käyttäjältä: Ari Haavisto - 07.12.2025, 10:11:48Mutta ei kai tuo termodynamiikkaa sinänsä riko, että otan 25mm lähtöpupillin ja rutistan sen 7mm lähtöpupilliksi. Mitäänhän ei hukata eikä luoda tyhjästä?
Multa oli jäänyt tämä viesti välistä huomaamatta.
Mitähän mahdat tarkoittaa lähtöpupillin rutistamisella? Jos sulla on vaikkapa D=100 mm linssiputki johon laitat niin pitkäpolttovälisen okulaarin että suurennus on vain 4x, niin okulaarin takana oleva lähtöpupilli on halkaisijaltaan 25 mm. Nyt kyseessä on siis tuollainen ns. afokaalinen musta laatikko johon menee 100 milliä leveä tuubi sisään ja tulee 25 milliä leveä tuubi ulos. Tämä koskee yksittäisestä tähdestä tulevaa valoa.
Muista vähän sivummalla olevista tähdistä menee 100 milliä leveä tuubi sisään pienessä kulmassa, sanotaan vaikka yhden asteen kulmassa, jos tähdet olivat yhden asteen päässä toisistaan. Okulaarista ulos tuleva 25 mm tuubi siitä kakkostähdestä on 4 asteen kulmassa, koska systeemi suurentaa.
Nyt voit tietysti ottaa toisen melkein samanlaisen kaukoputken jossa on n. 3.5x suurennus ja katsoa sillä okulaarista sisään. Silloin siihen kakkoskaukoputkeen sisään menevä 25 mm tuubi tulee viimeisestä okulaarista ulos 7 mm levyisenä.
Onko tämä 7 mm valonsäde kirkkaampi kuin aiempi 25 mm valonsäde? Riippuu mitä meinaat kirkkaammalla. Yhteensä kummassakin kulkee yhtä paljon valoenergiaa. Kapeammassa säteessä toki kirkkaus on ns. tiheämmässä. Mutta sillä ei ole mitään merkitystä, sillä kumpikin kimppu tuottaa yhtä kirkkaan valopisteen kun säteeseen laitetaan linssi joka fokusoi sen tasolle.
Näin tapahtuu myös silmässä, paitsi että normaali ihmisen silmä ei pysty tuota koko 25 mm tuubia fokusoimaan kun kaikki ei mahdu sisään. Silloin käy niin että silmäsi rajoittaakin tuon 4x100 kaukoputken/kiikarin toimimaan 4x28 kokoisena.
Noiden kahden 4x ja 3.5x suurentavan kaukoputken yhdistelmä ei poikkea mitenkään kaukoputkesta jonka suurennus alunperinkin olisi n. 14x ja joka tuottaisi 100 mm apertuurista 7 mm lähtöpupillin.
Kun kysyt että etkö voi rutistaa 25 mm pupillia 7-milliseksi, niin vastaus on että kyllä voit. Mutta muista että kun yrität tehdä niin, niin viereisistä tähdistä tuleva valo kääntyy okulaarin jälkeen jyrkempään kulmaan samalla kun niistäkin tuleva valotötterö kaventuu.
Jos kohteena on tähtisumu tai revontuli, niin se koostuu äärettömästä määrästä jatkuvana massana vierekkäin olevista valopisteistä. Kun jokaisesta näistä tulevaa okulaarista lähtevää valokimppua pienennetään, kulmat joihin valokimput osoittavat samalla harvenevat. Tämä tapahtuu suurennuskertoimen mukaan täydellisessä balanssissa. Eli vaikka kimppujen valotiheys tavallaan kirkastuu, ne samalla erkanevat toisistaan, mikä aiheuttaa sen ettei pintakirkkaus kuitenkaan kasva yhtään.
Toivottavasti selventää. Laittakaa vain lisää kysymyksiä jos ei vielä aukea.
Kommenttina tuohon Timotin Wikipedia-lainaukseen:
Lainaus käyttäjältä: Timoti - 07.12.2025, 11:24:05Suora lainaus wikipediasta. Mikä tuossa pitää paikkansa js mikä ei?
Valovoima
muokkaa
Tähtikaukoputken tärkein ominaisuus on sen valovoima. Kaukoputken objektiivilla tarkoitetaan sen valoa keräävää elementtiä, linssikaukoputkissa linssiä ja peilikaukoputkissa pääpeiliä. Mitä suurempi on kaukoputken objektiivi, sitä enemmän valoa se kerää. Valovoima on verrannollinen objektiivin pinta-alaan, eli sen halkaisijan toiseen potenssiin. Ihmissilmän pupillin pinta-ala on noin neliösenttimetrin suuruusluokkaa ja suurten kaukoputkien peilit ovat kymmeniä neliömetrejä. Suuri kaukoputki siis kerää yli satatuhatta kertaa enemmän valoa ja näkee vastaavasti himmeämpiä kohteita.
Tuossa ei ole muuta vikaa kuin että käsitteet on sekoitettu: puhutaan valovoimasta, mutta tarkoitetaan valonkeräyskykyä. Valonkeräyskyky riippuu objektiivin halkaisijasta d (tai efektiivisestä halkaisijasta, kuten tuossa 20 mm lähtöpupillin tapauksessa). Objektiivi taittaa tai heijastaa valon niin, että avaruudessa olevasta kohteesta muodostuu kuva polttovälin f etäisyydelle objektiivista. Aukkosuhde eli valovoima on aukon suhde polttoväliin, d/f. Käytännössä tämä merkitään niin, että esim. valovoima 1/5 kirjoitetaan f/5.
Valonkeräyskyky eli aukko määrää, kuinka himmeitä tähtiä kaukoputkella näkee. Valovoima määrää, kuinka tiheässä kohteesta tulevat fotonit ovat polttotasolla (ja sitä kautta kuinka pitkää valotusta tarvitaan pintakohteille eli muille kohteille kuin pistemäisille tähdille). Valovoimainen putki (esim. f/5) keskittää kameran pikselin alueelle enemmän valoa kuin vähemmän valovoimainen (esim. f/10).
Visuaalihavainnoinnissa suurennuksella on samantapainen rooli kuin valokuvauksessa valovoimalla: suuri suurennus hajauttaa pintakohteesta tulevan valon suuremmalle alueelle, mikä on huono asia, jos pintakohde on esim. laaja, himmeä galaksi tai revontuli, mutta hyvä asia, jos pintakohde on valosaasteinen taivas ja varsinainen havaintokohde koostuu pistemäisistä tähdistä.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 13:29:45Toivottavasti selventää. Laittakaa vain lisää kysymyksiä jos ei vielä aukea.
Nyt ehkä voin todistaa kuinka pintakirkkauden saa nostettua määrättömästi. Tehdään monta kaukoputkea.
1. putki on 100cm ja lähtöpupilli on 50cm
2. putki on 50cm ja lähtö 25cm
3. putki 25cm ja lähtö 12,5cm
4. putki 12,5cm lähtö 6,25cm
Laitetaan putket jonoon niin 6,25cm lähtöpupilliin tulee kaikki fotonit.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 07.12.2025, 15:24:13Nyt ehkä voin todistaa kuinka pintakirkkauden saa nostettua määrättömästi. Tehdään monta kaukoputkea.
1. putki on 100cm ja lähtöpupilli on 50cm
2. putki on 50cm ja lähtö 25cm
3. putki 25cm ja lähtö 12,5cm
4. putki 12,5cm lähtö 6,25cm
Laitetaan putket jonoon niin 6,25cm lähtöpupilliin tulee kaikki fotonit.
Ihan ei nyt tekstimuotoisena välity äänenpainoina että oletko tosissasi vai et. Edellä käsittelin juuri tämän tapauksen, mutta vain kahdella kaukoputkella.
Tuon sun nelinkertaisen putkesi lopputulos ei ole yhtään erilainen kuin "yksinkertaisella" D=100cm 16x suurentavalla putkella. Siinäkin kaikki yhdestä pisteestä 100cm alueelle tulevat fotonit päätyvät tuohon 6.25cm lähtöpupilliin. Kohteen pintakirkkaus ei sillä kasva yhtään.
Lainaus käyttäjältä: Terminaattori - 07.12.2025, 14:57:13Kommenttina tuohon Timotin Wikipedia-lainaukseen:
Tuossa ei ole muuta vikaa kuin että käsitteet on sekoitettu: puhutaan valovoimasta, mutta tarkoitetaan valonkeräyskykyä. Valonkeräyskyky riippuu objektiivin halkaisijasta d (tai efektiivisestä halkaisijasta, kuten tuossa 20 mm lähtöpupillin tapauksessa). Objektiivi taittaa tai heijastaa valon niin, että avaruudessa olevasta kohteesta muodostuu kuva polttovälin f etäisyydelle objektiivista. Aukkosuhde eli valovoima on aukon suhde polttoväliin, d/f. Käytännössä tämä merkitään niin, että esim. valovoima 1/5 kirjoitetaan f/5.
Valonkeräyskyky eli aukko määrää, kuinka himmeitä tähtiä kaukoputkella näkee. Valovoima määrää, kuinka tiheässä kohteesta tulevat fotonit ovat polttotasolla (ja sitä kautta kuinka pitkää valotusta tarvitaan pintakohteille eli muille kohteille kuin pistemäisille tähdille). Valovoimainen putki (esim. f/5) keskittää kameran pikselin alueelle enemmän valoa kuin vähemmän valovoimainen (esim. f/10).
Visuaalihavainnoinnissa suurennuksella on samantapainen rooli kuin valokuvauksessa valovoimalla: suuri suurennus hajauttaa pintakohteesta tulevan valon suuremmalle alueelle, mikä on huono asia, jos pintakohde on esim. laaja, himmeä galaksi tai revontuli, mutta hyvä asia, jos pintakohde on valosaasteinen taivas ja varsinainen havaintokohde koostuu pistemäisistä tähdistä.
Järkeilysi ja johtopäätöksesi pitävät täysin paikkansa ja olen niistä samaa mieltä, mutta jos sallit niin vähän tarkennusta noiden termien käyttöön, tässä kun on iso riski mennä pahasti metsään (varsinkin tekstin lukijalla).
ValovoimaMissään ei määritellä mitä valovoima tarkalleen tarkoittaa. On hyvin yleistä, että valokuvauksessa puhutaan nopean/lyhyen aukkosuhteen objektiivista valovoimaisempana kuin hitaan/pitkän aukkosuhteen lasista.
Visuaalihavainnossa, eli okulaarilla varustetussa afokaalisessa systeemissä, aukkosuhteella ei ole lähes mitään (*) merkitystä, siinä yhteydessä voidaan aivan hyvin puhua kaukoputkesta valovoimaisena jos sen apertuuri eli objektiivin halkaisija on iso. Tämä on myös hyvin yleistä, ja näin puhutaan esim. tuossa Wikipedian lainauksessa joka ei varsinaisesti ole mitenkään väärin.
Myös valokuvauksessa jossa filmi/kenno laitetaan suoraan objektiivin kuvatasolle, pätee sama ero pistemäisten tähtien ja jatkuvan pintakirkkauden kohteiden välillä. Sen, kuinka himmeitä tähtiä kuvaan saa tallennettua, määrittää kaukoputken apertuuri. Sen, pitääkö jonkun pintakirkkauden sumukohdetta valottaa pitkään vai lyhyemmällä valotusajalla, määrää aukkosuhde.
Koska perinteisessä valokuvauksessa ei oikeastaan ikinä ole kohteena pistemäisiä valonlähteitä vaan pelkästään jonkun pintakirkkauden jatkuvia kohteita, tarkoitetaan siinä kontekstissa valovoimalla lähes aina juuri aukkosuhdetta.
Englanninkielisessä kirjallisuudessa ei taida oikein olla samanlaista vastinetta juuri "valovoimalle" kuin suomessa, vaan yleensä käytetään tarkempia termejä.
AukkosuhdeEdellä on kuvattu monta merkintätapaa aukkosuhteelle. Tässä vähän tarkennusta.
Puhekielessä on hyvin yleistä sanoa että johonkin kameran objektiiviin asetetaan "aukoksi" esim. 2.8, vaikka tarkoitetaan tarkkaan ottaen jotain muuta kuin aukkoa. Tämä etymologia ei ole mikään epätarkka laiskoittelukäsite, vaan kyseessä on ihan oikeasti aukko eli apertuuri, mutta vain jos tuo luku merkitään oikein:
Merkitsemällä f/2.8 tarkoitetaan jakolaskua jossa obiskan polttoväli f jaetaan 2.8:lla. Jakolaskun tuloksena on ihan oikeasti objektiivin aukon leveys millimetreinä. Jos tuollaisen hitaahkon kaukoputken polttoväli on 1000 mm, on sen ihan oikea fyysinen aukko esim. f/10 = 1000mm/10 = 100mm.
Koska normaalissa valokuvauksessa tuo numero on se mikä määrää oikean valotuksen vaikka obiska vaihdettaisiinkin laajakulmasta teleen, jätetään tuossa tarkoituksella f ilmoittamatta ja puhutaan aukosta vain jonain polttovälin osamääränä. Siis eri obiskojen välillä vertaillaan
suhteellista aukkoa, riippumatta valitusta polttovälistä.
Edellisten esimerkkien numero 2.8 tai 10 on
aukkoluku (f-number, f/#, F tms.). Joskus tästä numerosta käytetään myös nimeä
aukkosuhde (focal ratio), vaikka ihan tarkkaan ottaen aukkosuhteella tarkoitetaankin kaikkein useimmiten tuon numeron käänteislukua, ja se merkitään yleensä esim. 1 : 2.8.
(*) Kun kirjoitan ettei aukkosuhteella ole merkitystä, tarkoitan että D=100 f=500 eli f/5 kaukoputkella saadaan ihan samanlainen 25x suurennettu kuva kun käytetään 20 mm okulaaria, verrattuna D=100 f=1000 f/10 kaukoputkeen, jossa on 40 mm okulaari. Ainoa käytännön ero nähdään jos ensin mainittu kaukoputki on aukkosuhteeltaan niin nopea että kuvausvirheet kasvavat isommiksi joko obiskan tuottamassa kuvassa tai okulaarissa kun sitä katsellaan. Tällä ei ole kuitenkaan suoraa vaikutusta näihin valoisuus/kirkkausasioihin.
Löytyi näistä pöllönsilmäkiikareista näköjään vanha säie vuodelta 2016.
https://www.avaruus.fi/foorumi/index.php?topic=15119.msg140704#msg140704
Nämä tarpeelliset optiikan perusasiathan löytyvät havainnollisten kuvien ja kaavioiden kanssa kirjasta, joka edelleen löytyy Ursan verkkokaupasta:
https://kauppa.ursa.fi/kauppa/tuote/kaukoputket-kayttajan-opas/
Koska samassa verkkokaupassa nyt mainostetaan myös ikiliikkujaa, on joltakulta Ursan työntekijältä mahdollisesti tuo perusteos jäänyt lukematta. Laitoin tämän tiedoksi Ursalle, ehkäpä asiat jossain vaiheessa korjaantuvat tuonne: https://kauppa.ursa.fi/kauppa/tuote/star-field-kiikarit/
Termit elävät tosiaan omaa elämäänsä kirjojen jälkeisessä maailmassa, mikä hankaloittaa asioiden selventämistä aloittelijoille. Itse olen käsittänyt valovoiman sen mukaisesti kuin Olli Mannerin kirjassa kerrotaan: "Pienen aukkosuhteen omaavia objektiiveja ja myös kaukoputkia kutsutaan valovoimaisiksi objektiiveiksi ja valovoimaisiksi kaukoputkiksi".
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 15:30:17Ihan ei nyt tekstimuotoisena välity äänenpainoina että oletko tosissasi vai et. Edellä käsittelin juuri tämän tapauksen, mutta vain kahdella kaukoputkella.
Tuon sun nelinkertaisen putkesi lopputulos ei ole yhtään erilainen kuin "yksinkertaisella" D=100cm 16x suurentavalla putkella. Siinäkin kaikki yhdestä pisteestä 100cm alueelle tulevat fotonit päätyvät tuohon 6.25cm lähtöpupilliin. Kohteen pintakirkkaus ei sillä kasva yhtään.
Ok, no mistä se hu
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 15:30:17Tuon sun nelinkertaisen putkesi lopputulos ei ole yhtään erilainen kuin "yksinkertaisella" D=100cm 16x suurentavalla putkella. Siinäkin kaikki yhdestä pisteestä 100cm alueelle tulevat fotonit päätyvät tuohon 6.25cm lähtöpupilliin. Kohteen pintakirkkaus ei sillä kasva yhtään.
Niin joo, putket on f2 niin joka suurennoksella fotonit leviää 4x alueelle. Vaikeus lienee siinä että putkeen tulee valtavasti fotoneita mutta linssistö ei pysty hyödyntämään niitä pienillä suurennoksilla. Ajattelin että olisi olemassa sellainen linssistö joka pystyisi siihen. Mutta sitä ei vielä ole keksitty? Ongelma ei ole fotonien määrä vaan kuinka ne saadaan kompressoitua tiheämmäksi vuoksi. "Tiiliä" on vaikka kuinka paljon mutta niiden järjestäminen tiettyyn muotoon on mahdotonta.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 07.12.2025, 18:19:11Ok, no mistä se hu
Jäikö jotain kesken?
Lainaus käyttäjältä: mistral - 07.12.2025, 18:19:11Niin joo, putket on f2 niin joka suurennoksella fotonit leviää 4x alueelle. Vaikeus lienee siinä että putkeen tulee valtavasti fotoneita mutta linssistö ei pysty hyödyntämään niitä pienillä suurennoksilla. Ajattelin että olisi olemassa sellainen linssistö joka pystyisi siihen. Mutta sitä ei vielä ole keksitty? Ongelma ei ole fotonien määrä vaan kuinka ne saadaan kompressoitua tiheämmäksi vuoksi. "Tiiliä" on vaikka kuinka paljon mutta niiden järjestäminen tiettyyn muotoon on mahdotonta.
Ei putken aukkosuhteella ole tässä tapauksessa merkitystä. Jokainen noista sun putkista on 2x kaukoputki, sellaisen saat vaikkapa laittamalla metrisen f/10 linssin perään okulaarin jonka polttoväli on viisi metriä. Jokainen noista neljästä putkesta voi olla samanlainen, kun laitat ne peräkkäin syntyy kuvailemasi kaltainen tilanne.
Sumun pintakirkkaus ei silti tuollaisen läpi katsomalla kasva. Näennäinen koko kyllä kasvaa 16-kertaiseksi. Lisäksi tuossa on aika paljon turhaa lasia, kun 7 mm silmän pupillilla ei juuri pysty 62.5mm lähtöpupillia hyödyntämään, mutta se nyt on sinänsä sivuseikka tässä.
Tuossa esittämässäsi järjestelyssä ei ole mitään mihin linssit eivät pystyisi, mitä ei nykytekniikalla osattaisi tehdä, tai mitä ei ole vielä keksitty. Ainoa puute on, että järjestely ei kuitenkaan toimi ihan sillä tavalla kuin sinä nyt hahmotat sen toimivan.
Visuaalinen afokaalinen systeemi käyttäytyy tällä tavalla. Olen piirtänyt kaukoputken valkoisena laatikkona johon menee sisään leveä valokimppu, ja ulos tulee kapea valokimppu. Ei ole mitään merkitystä mitä valkoisen laatikon sisällä on, tai kuinka monen linssin avulla tulos on saatu aikaan, tai onko systeemi tehty koplaamalla neljä kaukoputkea peräkkäin. Oleellista on ainoastaan sisään menevä aukko ja systeemin suurennuskerroin.
Kuvassa vihreällä on suoraan kaukoputken akselin suunnasta tuleva valonsäde. Ylemmässä kuvassa suurennus on 2x, jolloin se valopötkylä kutistuu puolikkaaseen leveyteen tullessaan ulos oikeasta laidasta.
Punaisella on merkitty 5 astetta sivusta tuleva yhtä leveä valonsäde. Koska suurennus oli 2x, se tulee okulaarista ulos 10 asteen kulmassa, eli okulaariin katsomalla tähtien välinen etäisyys on tuplat siitä miltä paljain silmin näyttää.
Alemmassa kuvassa suurennus on kasvatettu 5x:ään. Nyt sen lisäksi että näiden saman kahden tähden tuottamat valokimput ovat enää viidesosan alkuperäisestä leveydestään (kummatkin sisältävät edelleen kaiken siitä tähdestä tuohon kaukoputkeen paistaneen valon), niiden välinen kulma erkanee nyt 25 asteeseen.
Tästä syystä jos kyseessä ei olisikaan kaksi yksittäistä valopistettä vaan jokin viiden asteen kokoinen sumumöllykkä, sen kuva leviäisi suuremmalle alueelle ja siksi himmenisi.
(https://i.imgur.com/nyrBntT.png)
Mikään fysiikan lakien mukainen optinen suunnittelu ei voi tehdä tästä systeemistä sellaista, jossa olisi yhtä aikaa tiukempi lähtöpupilli, mutta ilman tuota isommaksi erkanevaa kulmaa. Conservation of etendue määrää, että jos tiukennat tuota oikeanpuoleista aukkoa, siitä lähtevä valo leviää väkisin suurempaan kulmaan. Täsmälleen näin tapahtuu myös esim. tuossa Arin mainitsemassa kartiokuidussa, ja joka ikisessä optisessa systeemissä joka on koskaan valmistettu.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 18:48:33...Ei ole mitään merkitystä mitä valkoisen laatikon sisällä on, tai kuinka monen linssin avulla tulos on saatu aikaan...
... Täsmälleen näin tapahtuu myös esim. tuossa Arin mainitsemassa kartiokuidussa, ja joka ikisessä optisessa systeemissä joka on koskaan valmistettu.
Joo, tuota pohdin tuolla exit pupillin "puristamisella", mutta koska valokuitukin on vain sarja peräkkäisiä heijastuksia, ei kuituja toisesta päästä kaventamalla ja tiheämpään pakkaamalla pysty tässä huijaamaan. Ja jos taas käyttää kartiomaisten sijaan suoria kuituja, pitää niiden tulopäässä olla sijoiteltu harvakseltaan, jolloin saavat talteen vain osan tulevasta valosta ja taas lopputulos on sama, pintakirkkaus ei kasva.
Vielä mietin tuota valon pysäytyskoetta valon pysäytys (https://news.harvard.edu/gazette/story/2001/01/researchers-now-able-to-stop-restart-light/); Jos atomipilveä, johon valo on hetkeksi pysäytetty, puristaa äärimmäisen hallitusti kasaan ja sitten vasta vapauttaa valon taas liikkeelle, saisi ainakin välähdyksen ajaksi suuremman pintakirkkauden eikä termodynamiikan toista pääsääntöäkään rikota, kun systeemiin on tuotu lisää energiaa tätä varten?
Ärsyttävää tuo valo, kun se ei suostu slaidaamaan sivusuunnassa säilyen samansuuntaisena...
Enkä suinkaan hyppää seuraavaan kaninkoloon pohtimaan kahta peräkkäistä Fresnel-linssiä, joissa tiheässä olevien kehien taittokertoimet olisi sovitettu juuri tietyllä tavalla...
Lainaus käyttäjältä: Ari Haavisto - 07.12.2025, 20:40:38Ärsyttävää tuo valo, kun se ei suostu slaidaamaan sivusuunnassa säilyen samansuuntaisena...
Kyllä valon saa aivan helposti tekemään noin. Ongelma tulee siitä että kun olet siirtänyt yhden valonsäteen kulkemaan yhteen paikkaan, et voi siirtää lisäksi jostain muualta tulevaa valonsädettä kulkemaan samasta paikasta samaan suuntaan. Jos katsoisit tällaista laitetta toisesta suunnasta, valo ei tietäisi kumpaan niistä alkuperäisistä suunnista kuuluu lähteä.
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 07.12.2025, 18:48:33Visuaalinen afokaalinen systeemi käyttäytyy tällä tavalla. Olen piirtänyt kaukoputken valkoisena laatikkona johon menee sisään leveä valokimppu, ja ulos tulee kapea valokimppu. Ei ole mitään merkitystä mitä valkoisen laatikon sisällä on, tai kuinka monen linssin avulla tulos on saatu aikaan, tai onko systeemi tehty koplaamalla neljä kaukoputkea peräkkäin. Oleellista on ainoastaan sisään menevä aukko ja systeemin suurennuskerroin.
Kuvassa vihreällä on suoraan kaukoputken akselin suunnasta tuleva valonsäde. Ylemmässä kuvassa suurennus on 2x, jolloin se valopötkylä kutistuu puolikkaaseen leveyteen tullessaan ulos oikeasta laidasta.
Punaisella on merkitty 5 astetta sivusta tuleva yhtä leveä valonsäde. Koska suurennus oli 2x, se tulee okulaarista ulos 10 asteen kulmassa, eli okulaariin katsomalla tähtien välinen etäisyys on tuplat siitä miltä paljain silmin näyttää.
Alemmassa kuvassa suurennus on kasvatettu 5x:ään. Nyt sen lisäksi että näiden saman kahden tähden tuottamat valokimput ovat enää viidesosan alkuperäisestä leveydestään (kummatkin sisältävät edelleen kaiken siitä tähdestä tuohon kaukoputkeen paistaneen valon), niiden välinen kulma erkanee nyt 25 asteeseen.
Tästä syystä jos kyseessä ei olisikaan kaksi yksittäistä valopistettä vaan jokin viiden asteen kokoinen sumumöllykkä, sen kuva leviäisi suuremmalle alueelle ja siksi himmenisi.
(https://i.imgur.com/nyrBntT.png)
Mikään fysiikan lakien mukainen optinen suunnittelu ei voi tehdä tästä systeemistä sellaista, jossa olisi yhtä aikaa tiukempi lähtöpupilli, mutta ilman tuota isommaksi erkanevaa kulmaa. Conservation of etendue määrää, että jos tiukennat tuota oikeanpuoleista aukkoa, siitä lähtevä valo leviää väkisin suurempaan kulmaan. Täsmälleen näin tapahtuu myös esim. tuossa Arin mainitsemassa kartiokuidussa, ja joka ikisessä optisessa systeemissä joka on koskaan valmistettu.
Sen verran ymmärrän että kun lähtöpupilli on alle sen 6mm niin kaikki fotonit päätyy verkkokalvolle. Probleemi tulee pienistä suurennoksista jotka tuottaa yli 6-7mm lähtöpupillin, siellä on sama vuo kuin keskellä. Jos hukkaprosentti on vaikka 80%, harmittaa ettei niitä saa hyödynnettyä. Fotonit on kyllä olemassa mutta kukaan ei saa niitä kesytettyä.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 07.12.2025, 20:48:24Sen verran ymmärrän että kun lähtöpupilli on alle sen 6mm niin kaikki fotonit päätyy verkkokalvolle. Probleemi tulee pienistä suurennoksista jotka tuottaa yli 6-7mm lähtöpupillin, siellä on sama vuo kuin keskellä. Jos hukkaprosentti on vaikka 80%, harmittaa ettei niitä saa hyödynnettyä. Fotonit on kyllä olemassa mutta kukaan ei saa niitä kesytettyä.
Tässä juuri on asian pihvi. Kuvaa saisi kirkkaammaksi pienentämällä suurennusta, mutta jos pienentää liikaa, ei enää mahdu silmään, siksi kuva ei voi enää siitä kirkastua.
Vielä kirkkaammaksi saisi ainoastaan suurentamalla silmän pupillia, mutta silloin lähtötilannekin (paljain silmin) kirkastuisi ihan yhtä paljon.
Ajatellaan että noissa piirroksissa objektiivi on 30 milliä, jolloin ylemmässä tapauksessa lähtöpupilli on 15 milliä. Kuva olisi kirkas, mutta ei mahdu silmään.
Nyt pelkästään lähtöpupillia kutistamalla (alemman kuvan 6 milliin) saataisiin kyllä kaikki valo silmään, mutta samalla tapahtuu
ihan väkisin suuremmalle alueelle leviäminen, jolloin kuva ei siltikään kirkastu.
Jaakko poistikin heti Ursan sivuilla olleet virheelliset väitteet. Oli kuulemma jälleenmyyjille tulleesta infokirjeestä peräisin ollut teksti Google-käännöksenä jäänyt sinne vahingossa sellaisenaan.
Sikisihän tuosta kuitenkin mielenkiintoisia näkökulmia asiaan kuten tuo "conservation of étendue" ja myös lennokkaita yrityksiä löytää porsaanreikiä fysiikan laeista.
Lainaus käyttäjältä: Terminaattori - 08.12.2025, 11:44:18Sikisihän tuosta kuitenkin mielenkiintoisia näkökulmia asiaan kuten tuo "conservation of étendue" ja myös lennokkaita yrityksiä löytää porsaanreikiä fysiikan laeista.
Osallistuin vuosi sitten Photonics Finlandin järjestämään mielenkiintoiseen optiikkaseminaariin Otaniemessä. Iltapäivä oli varattu erilaisten optiikkaa ja suunnittelupalveluja tarjoavien firmojen lyhyisiin esityksiin.
Eräs ruotsalainen firma käytti aikaslottinsa mielenkiintoisella tavalla. Kaveri ei puhunut firmastaan mitään, muistutti vain kymmenen minuutin ajan että étendue säilyy aina eikä asialle voi mitään vaikka kuinka haluaisi.
Oli varmasti vaikuttavimpia esitelmiä mitä olen kuunnellut. Kun tämä sama asia opetettiin koulussa, ei ollut samalla tavalla kouriin tuntuvaa. Heti seuraavalla viikolla olin eräässä työprojektissa tilanteessa jossa piti selittää miksi valopiste ei voi yhtä aikaa olla mahdollisimman tiukaksi fokusoitu, mutta samalla mahdollisimman kaukana linssistä. :cheesy:
Minulla on tälaiset Helios 2x40 tähtikiikarit. En ole kuitenkaan katsellut niillä reposia, joten mahdolliseen värien näkymiseen en ota kantaa.
Tein niillä nyt tämän ketjun innoittamana pari koetta.
Katsoin niitten läpi päivällä harmaata pilvistä taivasta ja illalla 100-200m etäisyydellä olevia katu- ja pihavaloja.
Kun katsoin tasaisen harmaata pilvitaivasta kiikareilla ja ilman kiikareita en huomannut näkymän valoisuudessa / kirkkaudessa mitään eroa.
Kun katsoin lampuin valaistuja piha ja katunäkymiä kiikareilla ja ilman, niin lamppujen pintakirkkaudessa en huomannut mitään eroa, mutta kuitenkin kiikareilla katsottna näkymä näytti paljon valoisammalta ja lamput kirkkaammilta.
Miksi pilvet eivät kirkastuneet silmissäni, mutta lamput ja pihanäkymä kyllä?
Nyt tullaan ihmisen fysiologiaan ja silmien ja aivojen yhteistoimintaan.
Kysyin asiaa Googlelta ja Googlen tekoäly vastasi tiivistettynä seuraavasti: Silmän havaisema kirkkaus riippuu valolahten kulmkoosta eli siitä, kuinka suuren osan näkökentästä se peittää.
Lähempänä oleva valonlähde näyttää suuremmalta, kuin vastaava kauempana oleva vastaava valonlähde.
Koska samalla etäisyydeltä tulevaa valoa on enemmän tietyllä kulma-alueella, niin silmä kokee kirkkauden suurempana.
Voidaan sanoa, että mitä suurempi valolähteen näennäinen koko on ja mitä suurempi sen luminanssi (kirkkaus) on, sitä kirkkaampana silmä sen havaisee.
Ossi Leiwo
Lauri on sanonut täällä kaiken olennaisen ja paremmin, mitä itsekin asiasta sanoisin.
Ja jos asiaan haluaa paneutua, niin tämä kannattaa lukea:
https://researchportal.northumbria.ac.uk/ws/portalfiles/portal/43891382/stu992.pdf
Optiikka on erikoinen maailma, melkein kaikilla on kiikari. Sen optiikka on amatöörille arvoitus. Miksi seuraavat asiat on niinkuin on?
- miksi tarvitaan prismat, eihän silmälaseissakaan ole prismoja
- miksi okulaarin linssi ei ole kokonaan valoisa
- miksi lähtöpupillia lähestyessä näkökenttä laajenee moninkertaiseksi
- miksi okulaarin lähtöpupilli on tarkalleen objektiivin halkaisija/suurennuskerroin
Aiemmin pidin näitä asioita annettuina vaikka ne askarruttikin, nyt tässä ketjussa selvisi yhtä ja toista.
Varsin hyviä kysymyksiä. Käydään läpi.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 09.12.2025, 15:10:51- miksi tarvitaan prismat, eihän silmälaseissakaan ole prismoja
Ei prismoja aina tarvitse. Esim. ketjun aiheena olevissa pöllönsilmäkiikareissa ei ole prismoja. Jokseenkin kaikki kiikarit ja kaukoputket toimivat sillä periaatteella että objektiivilinssi kuvantaa sen edessä näkyvän maiseman fyysiseksi kuvaksi, joka on tosin fyysisiltä mitoiltaan melko pieni. Jos sitä kuvaa halutaan katsella, tarvitaan okulaari joka toimii kuin suurentava luuppi.
Pöllönsilmäkiikarit ovat ns. teatterikiikarit eli galileon optiikka. Tässä okulaarina toimii negatiivinen linssi jolla estetään obiskan tekemää kuvaa tarkentumasta fyysisiseksi kuvaksi laittamalla negatiivinen linssi kuvatason etupuolelle. Siksi tässä järjestelyssä obiskan piirtämä kuva on virtuaalinen. Ihan kuin positiivisella suurennusluupilla, myös negatiivisella linssillä voi projisoida pienen kuvan isommaksi ja äärettömälle etäisyydelle silmän nähtäväksi, mutta ei linssin etupuolella olevaa fyysistä kuvaa, vaan linssin takapuolella olevan virtuaalisen kuvan. Tässä järjestelyssä kuva näkyy valmiiksi oikein päin eikä prismoja tarvita.
Tämän järjestelyn huonona puolena on ettei fyysistä lähtöpupillia myöskään synny. Lähtöpupilli on virtuaalinen ja sijaitsee kiikarin uumenissa. Siksi pöllönsilmäkiikareissa näkee sitä suuremman näkökentän, mitä lähemmäs okulaarilinssiä uskaltaa silmänsä työntää. Rajoittavaksi tekijäksi tulee kohta jossa sarveiskalvo osuu linssiin, mikä häiritsee havaitsemisergonomiaa jonkin verran.
Keplerin kaukoputkessa obiskan annetaan piirtää fyysinen kuva, ja okulaarina toimii positiivinen linssi kuvan takana. Tässä järjestelyssä eri puolilta tulevat valonsäteet ehtivät vaihtaa puolta kuvan kohdalla, joten jos kuvaa halutaan katsella oikein päin, täytyy siihen keksiä tapa. Tapoja on monenlaisia, mutta kiikarisovelluksissa käyttökelpoisin ja taloudellisin tapa on joko porro- tai kattoprismajärjestely. Prismoja ei myöskään tarvitse ollenkaan, jos ei haittaa että kuva on ylösalaisin, ks. esimerkiksi nämä (https://www.teleskop-express.de/en/kasai-44/binoculars-with-1-25-inch-eyepieces-274/stellabino50-18328).
Miksi pöllökiikareissa ei ole prismoja? Koska ei tarvitse.
Miksi tehdä keplerin kiikareita, vaikka niihin tarvitsee prismat? Koska ne ovat niin monella muulla tavalla paremmat.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 09.12.2025, 15:10:51- miksi okulaarin linssi ei ole kokonaan valoisa
- miksi lähtöpupillia lähestyessä näkökenttä laajenee moninkertaiseksi
Tässä taidetaan tarkoittaa samaa asiaa, eli "ei ole kokonaan valoisa" meinaa että kaukaa katsottuna näkyy vain lähtöpupilli.
Lähtöpupilli on okulaarin tekemä tulopupillin eli kiikarin objektiivin kuvajainen. Jos otat irrallisen okulaarin, katselet vähän kauempaa sen takaa, ja laitat okulaarin eteen kiikarin objektiivin kokoisen valkoisen levyn suunnilleen sille etäisyydelle jossa obiska kiikarissakin olisi, näet valkoisen levyn kuvajaisen okulaarissa suunnilleen siinä kohtaa missä kiikarin lähtöpupillikin näkyisi.
(https://i.imgur.com/8iGXrLK.png)
Tässä kokeessa näet valkoisen levyn ympärillä muuta maisemaa, kätesi jne. Kiikarin tapauksessa näet lähtöpupillin (objektiivin kuvajaisen) lisäksi kiikarin sisuskaluja, jotka on tarkoituksella maalattu mahdollisimman mustaksi ja huomaamattomaksi. Voit valaista niitä taskulampulla okulaarin puolelta niin näet sisään paremmin.
Edellisen kuvan tapauksessa voisi äkkiseltään näyttää siltä että tuo valoisa lähtöpupilli on jossain tuolla mustan kiikarin uumenissa. Jos pidät kiikaria paikallaan ja siirtelet katsettasi okulaarin eri puolille, molemmat silmät auki, saatat huomata että itseasiassa lähtöpupilli onkin kolmiulotteinen kuvajainen joka levitoi okulaarin ulkopuolella.
Saat lähtöpupillin täsmälleen näkyviin kun laitat obiskan eteen jonkun ohuen läpivalaistavan valkoisen paperin jota valaiset taskulampulla, ja okulaarin taakse jonkin varjostimen kuten valkoisen paperin (jota katsot okulaarin puolelta) tai seuraavan kuvan mukaisen maitolasin (jota voit katsoa kummalta puolelta tahansa).
(https://i.imgur.com/aDVTqTr.png)
Vähän siirtelemällä varjostinta löydät helposti kohdan jolla lähtöpupilli näkyy valomöllykkänä ja sen reunat ovat tarkat. Tästä näet myös paljonko kiikarillasi on silmäväliä (eye relief), eli kuinka kaukana pupilli on okulaarin silmälinssistä.
Kun katsot lähtöpupillia kaukaa, näet vain sen esim. 1-6 mm levyisen pienen pupillin joka levitoi ilmassa okulaarin takana. Pupilli on ikään kuin ohuessa seinässä oleva pieni pyöreä reikä. Suunnasta josta katsot, näkyy lähtöpupillin alueella vastaavaan suuntaan kiikarin näkökentästä pieni pala. Kun viet silmää vähän lähemmäksi, pystyt näkemään vähän isomman palan kiikarin näkökenttää.
Jos viet silmäsi ihan kiinni seinässä olevaan reikään, näet mahdollisimman ison näkökentän seinän takaa. Kiikari toimii vielä paremmin koska reikä ei ole mitenkään mekaaninen vaan optinen: voit viedä silmäsi niin lähelle, että lähtöpupilli on oman silmäsi sisässä ja täsmää silmäsi pupillin kanssa. Silloin kaikista näkökentän suunnista saapuva, lähtöpupillin pientä reikää kohti ja sen läpi menevä valo pääsee eri puolille verkkokalvoasi, ja näet koko kiikarin näkökentän.
Lainaus käyttäjältä: mistral - 09.12.2025, 15:10:51- miksi okulaarin lähtöpupilli on tarkalleen objektiivin halkaisija/suurennuskerroin
Tämän selittäminen selkokielellä onkin ihan jännä tehtävä. Lyhyesti sanottuna miltä tahansa kantilta tätä geometriaa katsoo, aina käy niin että noiden pupillien suhde on sama kuin suurennuskerroin. Muutama esimerkki:
1) Sama suurennuskerroin joka kasvattaa objektiivin näkemän kulman tuolla kertoimella, myös pienentää objektiivin (tulopupillin) kuvan sillä samalla kertoimella lähtöpupilliksi.
2) Piirtämällä aksiaaliset säteet (keskellä kuvaa olevan tähden valokimpun reunat), syntyy ennen ja jälkeen kuvatason yhdenmuotoiset kolmiot, joiden reunoilla on sama kulmakerroin. Polttotaso on obiskan polttovälin päässä obiskasta ja okulaarin polttovälin päässä okulaarista. Ensimmäisen kolmion korkeus on obiskan korkeus ja toisen on lähtöpupillin korkeus. Koska kulmakerroin on sama, näiden suhde on sama kuin obiskan ja okulaarin polttovälien suhde, joka on sama kuin suurennuskerroin.
3) Kaikkein nörtein selitys: Kaikissa afokaalisissa systeemeissä pätee aina että kulmasuurennus (angular magnification) = pupillin suurennus (pupil magnification). Jos haluaa osoittaa tämän matemaattisesti, voi aloittaa ns.
Lagrangen invariantista n * y * sin(u), jonka arvo pysyy aina vakiona valon kulkiessa systeemin läpi. Tämä Lagrange-hommeli tunnetaan toiselta nimeltään
etenduena. Kuten huomaa, kaikki palautuu aina siihen yhteen ja samaan etenduen säilymislakiin. :cool:
Kiitos tietopaketista, nyt selvisi lähtöpupillin koon salaisuus. Ja myös missä polttotaso sijaitsee :smiley:
Mielenkiintoinen keskustelu. Selittää hyvin myös sen, miksi minun 50cm:n Dobsonilla kuuta katsellessa melkein sattuu silmiin pienellä suurennoksella, mutta kun katsoin kuuta visuaalisesti 8m putkella Paranalilla, niin ei se kuun kirkkaus kummosempi ollut.
Lainaus käyttäjältä: allar - eilen kello 10:45:54Mielenkiintoinen keskustelu. Selittää hyvin myös sen, miksi minun 50cm:n Dobsonilla kuuta katsellessa melkein sattuu silmiin pienellä suurennoksella, mutta kun katsoin kuuta visuaalisesti 8m putkella Paranalilla, niin ei se kuun kirkkaus kummosempi ollut.
Kyllä jo 250mm peilillä kuun kirkkaus on häiritsevä jos on pieni suurennos, 5mm okulla rauhottuu mukavaksi.
8m peilin suurennoksen täytyy olla tuhansissa jotta saa lähtöpupillin pieneksi. Paranalin seeing varmaan kestää sellaisen suurennoksen.
Menee jo ohi varsinaisen aiheen, mutta isoilla peileillä ja pienillä suurennuksilla vaatii kuusuotimen tai vastaavan käyttöä. Minulla se on jo 152 mm lissiputkessakin.