Linssin polttovälin määrittäminen

[APo]

Hei! En tiedä kuuluisiko tähän osioon mutta kuinka saadaan mitattua linssille polttoväli?

[Lauri Kangas]

Jos linssi on yksielementtinen ja symmetrinen niin polttovälin voi mitata ottamalla kimpun kollimoitua eli yhdensuuntaista valoa (vaikkapa auringosta) ja fokusoimalla auringon kuva mahdollisimman pieneksi pisteeksi. Polttoväli on linssin ja kuvatason välinen etäisyys (ennenkuin kuvataso syttyy palamaan).

Jos ei ole kollimoitua valoa niin homman voi hoitaa normaalillakin lampulla. Laitetaan lamppu ja kuvataso määrätylle etäisyydelle toisistaan ja liikutellaan niiden välillä linssiä sellaiseen paikkaan, että lampun kuva näkyy tarkkana paperilla. Näitä kohtia löytyy nyt kaksi, ja niiden etäisyyksistä saa simppelillä yhtälöllä sitten ratkaistua polttovälin. Tosin valehtelisin jos sanoisin muistavani sen yhtälön tästä kylmiltään. Jollain optiikan peruskurssilla piti kuitenkin tällainen järjestely virittää.

Jos linssielementtejä on enemmän kuin yksi, homma menee mutkikkaammaksi. Esim. laittamalla kuperan linssin taakse negatiivinen linssi jollekin etäisyydelle saadaan yksittäisen kuperan linssin polttoväliä pidennettyä (niinkuin barlow tekee) mutta pidettyä matka linssipaketista kuvatasoon lyhempänä kuin efektiivinen polttoväli sanoisi. Sitten jos linssielementtejä on vaikka 14 niinkuin teleobjektiiveissa, niin systeemin ymmärtäminen on jo ihan toivotonta.

Kaikkein tarkimmin efektiivisen polttovälin voi määrittää mille vain linssille kuvaamalla tähtiä kameralla, jonka pikselin koko mikrometreissä tunnetaan. Tähtikuva voidaan sitten syöttää platesolverille, jonka kertomasta mittakaavasta saadaan helposti laskettua polttoväli. MaximDL kertoo tällasia suureita automaattisesti ja siitä voi katsella montako millin kymmenystä kaukoputken polttoväli on tänään vähentynyt eilisestä. Taitaa tosin mennä mittausepätarkkuuden piikkiin.

[APo]

Hei! Siis kyseessä kaksielementtinen linssi jonka polttoväliä en tiedä ja meinasin aikani kuluksi tuunailla siitä pienen linssiputken mutta focuserin etäisyyttä määrittäessä täytyypi tietää tuo polttoväli. Onkohan mitään yksinkertaista kotikonstia olemassa jolla tuo selviäisi? Tai monimutkaisempaakaan konstia koska kyllä tarkoitus olisi se selville saada :D

[Lauri Kangas]

Kaksielementtinen, jossa ne linssit ovat toisissaan kiinni, pitäisi käyttäytyä melkein kuin ihan yksinkertaisen linssin, ehkä. Kuitenkin tässä tapauksessahan putkesta ei kuulu tulla efektiivisen polttovälin mittaista, vaikkakin se taitaa olla hyvin lähellä kuvatason etäisyyttä.

Fokuserin oikea etäisyys löytyy kaikkein helpoiten laittamalla linssi johonkin telineeseen osoittamaan pihalle ja etsimällä paperilla etäisyys, jolle äärettömän kaukana, tai ainakin melkein (esim. pari sataa metriä) oleva maisema näkyy tarkkana. Esim. katulamput toimivat hyvin.

[APo]

Eli tarkoitatko että keskittää katulamppujen valo mahdollisimman tarkaksi paperia vasten ja tässä on polttoväli, ainakin riittävällä tarkkuudella focuserin paikkaa ajatellen.

[mistral]

Jos on käytettävissä laudanpätkä, voi siihen virittää obiskan ym. kiinni ja mitata vaikka äärettömän tarkennusetäisyys. Okulaareissa on eroja fokuspisteen kanssa, eli okun 1,25" sylinterin reuna ei tarkkaan kerro kuinka syvällä sylinterissä fokuspiste on, se vaihtelee eri tyyppisten okujen suhteen.
edit. Paras olisi jos voisi tehdä mittauksen okun kanssa, silloin pelataan varman päälle.

[Lauri Kangas]

Eli tarkoitatko että keskittää katulamppujen valo mahdollisimman tarkaksi paperia vasten ja tässä on polttoväli, ainakin riittävällä tarkkuudella focuserin paikkaa ajatellen.

Joo eli linssi johonkin telineeseen osoittamaan katuvaloja kohti ja sitten liikuttelet paperia niin että lamppujen kuvat näkyvät paperilla tarkkana. Sille etäisyydelle on saatava kamera tai okulaari. Huomioi myös mistralin ylle kirjoittama okulaarien kuvatason paikasta. Jos mittaat liian lähellä olevista lampuista, niin saat hieman liian pitkän etäisyyden ääretöntä varten. Mutta parista sadasta metristä pitäisi sitten saada sen verran tarkasti että voi fokuserilla korjata.

Muista että putkea on helppo lyhentää, muttei pidentää.

[APo]

Pihalla testasin noin 70m päässä oleviin katuvaloihin ja polttoväliksi tuli 230mm, jos tuosta nyt ajattelis että 200mm olisi hyvä keskikohta focuserin säätövaralle?? Eli siis miten tuo laudanpätkä systeemi toteutetaan Mistral?? Voisihan tuon tieten hakea pahviputkella aluksi ennenkuin alkaa alumiinia työstämään. Tuo polttoväli kun on noinkin lyhyt niin ei oikein kummoista putkea saa rakenneltua, mielenkiinnon vuoksi vain ja voisihan sillä kokeilla huvikseen kuvailua.

[Lauri Kangas]

Pihalla testasin noin 70m päässä oleviin katuvaloihin ja polttoväliksi tuli 230mm, jos tuosta nyt ajattelis että 200mm olisi hyvä keskikohta focuserin säätövaralle??

70m on aika lähellä ääretöntä, nimittäin polttoväliksi tulee noilla arvoilla f = 1/(1/230mm+1/70000mm) = 229.2 mm. Eli toisinsanoen jos polttoväli on suuruusluokaltaan 200 mm, on sadan metrin ja äärettömän välinen tarkennusero kuvatasolla alle millimetrin. Jos fokuserissa on vaikkapa pari senttiä suuntaansa säätövaraa, niin kyllä se keskiväli kannattaa tuohon 230 mm hujakoille laittaa. Väliin tulevan putken pituus riippuu sitten fokuserin mekaniikasta ja okulaarien tai kameran polttotasojen sijainnista.

Ja tuo yllä käytetty kaavahan oli perusmuodossaan 1/f = 1/a + 1/b jossa f on polttoväli, a on kohteen etäisyys ja b kohteen etäisyys.

[mistral]

Eli siis miten tuo laudanpätkä systeemi toteutetaan Mistral??

Hankkisin vaikka peltinauhaa jossa on reikiä ja ruuvaisin sopivan pätkän kiinni lautaan ja laittaisin objektiivin sillä kiinni. Vanteen ja objektiivin väliin voi laittaa lukitteeksi vaikka tulitikun pätkiä, jos ei muuten pysy. Ja samalla lailla voi okulaarin kiinnittää laudan toiseen päähän, tosin se vaatii korokkeen alleen, jotta on samalla optisella akselilla. Sitten vaan hienosäätämällä etsiä terävä kuva äärettömään.

[APo]

Polttoväli on nyt määritetty 220-230mm. Kiitokset vinkeistä, tästä kunhan etenee jossain vaiheessa niin jatkan rakentelunurkassa turinointia.