Su cosa è meglio un rifrattore da 80 mm rispetto a un Newton da 250?

Prendo questo intervento come esempio.

www.trekportal.it/coelestis/showpos...56&postcount=56

L'esordio è corretto: un 250 mm mostra cose che un 80 mm non può mostrare. Ma allora come fa un 80 mm ade essere meglio "su tutto, semplicemente perchè è un rifrattore prima di tutto". Il resto è una serie di affermazioni non solo indimostrate, ma anche errate. Vediamo perchè:

"i rifrattori sono i migliori telescopi". Dove sta scritto e perché? La qualità di un telescopio si misura con la MTF assoluta. Vogliamo confrontare la MTF di un 80 mm lambda/8 con la MTF di un 250 mm lambda/4 ostruzione 25%? Ecco il confronto. La curva tratteggiata è un 25 cm ideale, quella continua un 25 cm con un mix di aberrazioni che corrisponde a lambda/14 rms, la curva continua più in basso un 8 cm con un mix di aberrazioni che corrisponde a lambda/28 rms.
Ebbene, alla scala di 0.5 cicli per secondo d'arco (dettagli di circa 2") il rifrattore da 8 cm ha un contrasto quasi zero (il 10%); il riflettore da 25 circa il 60%. Cioè dettagli di 2" sono 6 volte più contrastati nel 25 cm. E' vero tutto questo? certamente, e non è difficile verificarlo: a quanti ingrandimenti l'immagine nell'8 cm diventa "soffice"? a quanti lo diventa nel 25 cm? La risposta è facile da avere e non è difficile verificare come sia possibile ottenere immagini incise nel riflettore a ingrandimenti ben maggiori che nel rifrattore. A parità di ingrandimento l'immagine nbel 25 cm è più contrastata, ha i bordi più secchi e ha colori migliori.
Se poi consideriamo la scala di 1 ciclo per secondo d'arco (dettagli di 1") non possiamo che notare come il rifrattore non produce alcun segnale a questa scala, mentre il riflettore passa ancora quasi il 50% del contrasto originale. Da dove viene quindi la affermazione che lo strumento da 8 cm produce immagini migliori e con contrasto più elevato?



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"le lenti hanno la pecularietà di costruire l'immagine migliore di qualsiasi altra configurazione ottica" ... e in base a quali leggi della fisica dovrebbe succedere questo? La realtà è invece che rifrazione e riflessione sono del tutto identiche e governate dallo stesso principio di base (il principio di Huygens). No, i fotoni e l'ottica non fanno alcuna distinzione rispetto al fatto di essere stati rifratti o riflessi, e l'interferenza avviene allo stesso identico modo. A pari apertura e qualità ottica la figura di diffrazione è esattamente la stessa, come insegna qualsiasi libro di ottica.

"non hanno ostruzione nel percorso ottico e tutto si traduce in un disco di airy perfetto". Già... ma ai fini della qualità di immagine la cosa che conta è quanto è grande la figura di diffrazione nel suo insieme. La figura di diffrazione infatti, altro non è che l'immagine di un punto. Un grande disco di airy perfetto significa che la luce di un punto si distribuisce in una grande area. Tutto ciò che è più piccolo di questa area è sfumato, i bordi sofficie, i colori mescolati. Un disco di airy 3 volte più piccolo (anche se fosse imperfetto) significa che la luce si distribuisce in macchie molto più piccole, producendo bordi più netti dettagli più seprati e quant'altro. Si provi a confrontare le immagini a pari ingrandimento. Per esempio Giove a 250x.

"Tutto si traduce in stelle puntiformi senza spikes del secondario del newton". Le stelle sono più puntiformi nel 25 cm, perchè la figura di diffrazione è più piccola. Anche qua non ci si deve far trarre in inganno dal fatto che il 25 cm raccoglie più luce e le stesse stelle, essendo 10 volte più luminose, appaiono all'occhio più "grandi" così come stelle di prima "grandezza" sembrano più grandi di stelle di 6 "grandezza". Ma se si confronto stelle che appaiono della stessa intensità queste sono finissime (e solo quelle molto luminose hanno gli spikes). Non solo: le stelle prima o poi, aumentando gli ingrandimenti, cessano di essere puntiformi. Non ha alcun senso dire che sono puntiformi se non si dice a che ingrandimento. Non c'è alcun dubbio che un 25 cm possa mantenere le stelle puntiformi fino a ingrandimenti maggiori del 8 cm.

In conclusione un 25 cm appena decente è meglio in tutto e per tutto di qualsiasi 8 cm.

Beh no... Alla fine il terminator muore. Ormai é ridotto all'energia di riserva, e anche questa scarseggia.
Vogliamo ricordare a chi ancora vuole credere che un 8 cm siano meglio perché si tratta di rifrazione, l'ingrandimento di roll-off? A quanti ingrandimenti l'immagine di Giove diventa soffice?

si ma un 80 ED non è un Rolex...

Uno degli argomenti usati, dai sostenitori di tesi diciamo "non secondo la scienza ottica" è che non si può dire nulla finché non si è provato il tale strumento.

Ricordo che al ritorno da questa uscita http://visualreports.blogspot.com/2009/08/...i-lavaredo.html l'argomento che un TTV NP 101, per quanto ottimo, produceva immagini di Giove inferiori al mio (al tempo) dobson da 40 cm è stato "annullato" dicendo che ci sono altri telescopi di apertura 10 cm che sono "abissi meglio". Con ciò sostenendo che le conclusioni tratte esaminando un telescopio di 101 mm non sono estrapolabili ad altri telescopi di pari apertura. In altre parole ogni "oggetto" ha caratteristiche e proprietà che non possono essere previste in base ai parametri che secondo la fisica ne determinano le proprietà: né più né meno che una visione "magica" della natura in cui due spade pur fatte dello stesso materiale e con le stesse identiche caratteristiche possono essere completamente differenti perché una è Exaclibur.
In base a questa visione, pur avendo osservato in un 101 mm di ottima fattura, nulla si può dire degli altri 10 cm ed è perfino possibilissimo che un altro 10 cm abbia un tale divario di prestazioni da presumibilmente superare il 40 cm.

Io ho avuto un apo da 76 mm e quindi so bene che cosa si vede con quella apertura, ma sono pronto a scommettere che verrebbero avanzate almeno due obiezioni:

a) il 76 mm non era un 80 mm e non posso dire come sarebbe stato il risultato con l'80ino.
b) a pari apertura non posso escludere (non avendoli provati tutti) che esista un 80 mm che va molto molto meglio di telescopi che sono già diffraction limited, al punto da produrre le "migliori immagini"

La realtà è molto semplice e si trova scritta in tutti i libri di ottica: la qualità della immagine dipende dalla base di interferenza, vale a dire dalla apertura del telescopio. Posto che la correzione ottica sia "diffraction limited" e posto che le condizioni ambientali siano controllate tutte le aperture uguali producono la stessa immagine, e le aperture maggiori producono immagini migliori.

Edited by mauro_dalio - 25/7/2011, 10:42

Non posso che essere quasi perfettamente d'accordo con CZJ. Il Quasi si riferisce al fatto che la proporzione in realtà data dalla MTF ed è circa la regola del D-d.
Uno strumento ostruito di diametro D e ostruzione d è equivalente a uno non ostruito di di apertura D-d. Per un Newton co ostruzione 20% l'equivalete è uno srumento non ostruito di apertura pari all'80% del Newton. Quindi non c'è un fattore 1.5, ma n fattore variabile che in questo caso è 1.25.

Ma, detto questo, l'altra questione è che è molto facile ottenere aperture che vanno ben oltre il fattore 1.5. Un riofrattore da 15 cm è molto molto "impegnativo". Un riflettore da 25 cm è molto economico. Eppure, regola del D-d alla mano, equivale a circa 175 mm di apertura non ostruita. E 25 cm è solo l'inizio: un 40 cm ostruito al 20% vale 320 mm non ostruiti; un 60 cm (che ancora costa meno del 15 cm a rifrazione) ostruito al 16.6% vale ben 500 mm non ostruiti.

Questo argomento è corretto ma incompleto. Da qua derivano alcune idee del tutto errate. Vediamo perché. E' vero che in uno strumento ostruito la quantità di luce che finisce negli anelli è maggiore di quanto succede in uno strumento non ostruito. Per esempio nella figura sottostante, in alto a destra c'è la figura di diffrazione di un 80 mm corretto a lambda/30 rms e non ostruito. In basso a sinistra la fiogura di diffrazione di un 250 mm corretto a lambda/4 e ostruito al 25%. Non c'è dubbio che gli anelli siano molto luminosi

E allora lo strumento a rifrazione è destinato ad essere sempre il migliore? Niente affatto perché non conta solo "come" la luce si distribuisce. Quello che conta è "quanto è piccola l'area in cui finisce la luce". La figura in basso a sinistra è ingrandita 3.125 volte per mostrare il disco nella stessa dimensione del disco dell'80 mm. Ma in realtà la figura di diffrazione del 250 mm è molto più piccola. Alla stessa scala il confronto è fra la figura in alto a destra e quella in alto a sinistra. Non c'è dubbio che nonostante gli anelli del 250 siano più luminosi, tutta la figura di diffrazione, anelli compresi, casca ben dentro il solo disco dell'80 mm. In altre parole l'80 mm sparpaglia la luce su un'area circa 3 volte più grande linearmente (9 volte in superficie). Poco importa se la sparpaglia seguendo una geometria perfetta. Quello che conta è che i punti di un oggetto astronomico diventano macchioline che si mescola le une con le altre. Tanto più la figura di diffrazione è grande tanto peggio è.
Considerare e mitizzare la forma della figura di diffrazione senza considerare quanto grande è porta alla formulazione del concetto errato che tutti i riflettori sono peggio dei rifrattori perché inevitabilmente hanno gli anelli più luminosi... perdendo di vista il fatto che gli anelli stanno interamente dentro una frazione del disco (per quanto perfetto) del piccolo rifrattore.




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... in ottica e non solo le dimensioni contano più della "qualità"...