Avaruus.fi - keskustelualue

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: 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
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/
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?

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?

pistin yv:ta

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.

Ja jos sitten haluaa nähdä asiat kirkkaammin, mitä paljain silmin, niin siihen tarkoitukseen on valokuvaus. Sen takia itsekin päädyin aikoinaan kuvauksen pariin.

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/

Voisiko tällaisella parantaa pintakirkkautta kaukoputkella? Noin niinkuin teoriassa jonain päivänä?  https://www.edmundoptics.com/p/fiber-optic-taper-for-25mm-to-8mm/11896/

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.

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.