1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Un buon link che spiega il concetto di contrasto secondo me è questo:
http://www.cityastronomy.com/contrast.htm

Prima di addentrasi sulle discussioni se uno strumento piccolo o grande ostruito o meno ha più o meno contrasto, e se risoluzione e contrasto siano due cose indipendenti, vale la pena guardare la figura.

"Un telescopio è un filtro" (non dico chi l'ha detto altrimenti sembra pubblicità). La figura è esplicativa. Immaginate che qualcuno sulla Luna dipinga delle zebre, alcune larghe alcune strette. Immaginate che l'intensità del bianco della zebra sia il doppio di quella del nero (la figura è imprecisa in questo: il nero va pensato come un grigio al 50%).

Benissimo sulla Luna il bianco è due volte più luminoso del "nero" (che è grigio 50). Il contrasto originale è 100% (2-1 diviso 1). Se il nero fosse nero assoluto il contrasto originale sarebbe infinito (che è quasi il caso delle stelle). Ma qua interessano non solo i punti ma anche le immagini estese.

A questo punto succede una cosa sorprendente: L'immagine resa dal telescopio mostra le zebre, ma il bianco è meno bianco e il nero è meno nero, come si vede a destra. Il contrasto dell'immagine è meno dell'originale.. Un telescopio "trasforma il contrasto".

Quanto meno? Dipende. Dipende dalla dimensione angolare delle zebre rapportata al numeretto magico che è lambda/D. Per esempio se D=0.1 metri e lambda=550 nano metri viene fuori che lambda/D è 1.1448 secondi d'arco.

Il rapporto fra il contrasto dell'immagine e il contrasto originale è mostrato nel grafichetto in basso (che ha un nome difficile ma il concetto è semplice).
Per esempio il caso indicato in rosso corrisponde grossomodo a 3 volte più grandi del limite lambda/D. In un telescopio perfetto e non ostruito, che è la curva sottile, il contrasto dell'immagine è 0.65 volte il contrasto originale. Per zebre più sottili, come il caso in verde che corrisponde a una separazione a due terzi dal limite (il limite lambda/D è il punto in basso a destra del grafico) il contrasto riprodotto è metà di prima. E così via.

La conclusione è che un telescopio perde contrasto e ne perde tanto più quanto più i dettagli sono vicini a lambda/D. Dettegli pari a 2 volte lambda/D (2.28 secondi d'arco) sono già riprodotti con metà del contrasto originale.

Addirittura, per dettagli grandi quanto lambda/D il telescopio perde il 100% del contrasto. Nell'esempio di prima (D=0.1 metri), questo succede a 1.14 secondi d'arco (se a qualcuni questo ricorda qualche cosa non è un caso, ma ci ritornerò).

Se poi il telescopio fosse meno che perfetto perderebbe ancora più contrasto, come nell'esempio della curva grossa. Quindi è verissimo che un telescopio ostruito ha meno contrasto di uno non ostruito, ma questo vale a parità di diametro.

Infatti facciamo il caso di sue telescopi non ostruiti perfetti e con la sola differenza del diametro:

a) diametro 10 cm. In questo caso Il contrasto del telescopio si azzera a 1.14 secondi d'arco. Mentre a 2.28 secondi d'arco vale il 50% dell'originale.
b) diametro 20 cm. In questo caso il contrasto si azzera ancora a lambda/D ma questa volta D=20 cm e il risultato è che il contrasto si azzera a 0.57 secondi d'arco. A 1.14 il contrasto è il 50% e a 2.28 è il 75%.

Prendiamo quindi una zebra sulla superficie della luna che appaia di spaziatura pari a 1.14 secondi d'arco. Il telescopio a) perde il 100% del contrasto e la riproduce come un grigio intermedio uniforme. Il telescopio b) invece perde solo metà del contrasto. Se la zebra fosse di 2.28 secondi d'arco il telescopio a) la mostrerebbe con il 50% del contrasto ma il b) la mostrerebbe al 75%.
C'è tutto un intervallo di separazioni angolari (si badi bene ben oltre il seeing) in cui il telescopio b) è nettamente in vantaggio rispetto a a). Questo spiega il fatto che "aree prima uniformi si popolano di infinite sfumature". E poco vale invocare il seeing che vanificherebbe il vantaggio di b). Qua stiamo parlando di cose di qualche secondo d'arco.

Se anche il telescopio b) fosse un po' difettoso, o ostruito, perderebbe qualche cosa: per esempio a 2.28" potrebbe rendere un contrasto pari a 0.6 invece che 0.75 (sempre di più di 0.5 di a) A 1.14 secondi d'arco potrebbe avere 0.35 invece che 0.5 del b) perfetto, che sarebbe sempre infinitamente megli dello zero tondo di a).

Si noti che in tutto questo ragionamento non ho mai parlato di riflessione o rifrazione ma solo di diametro e ho concluso che un diametro di 20 cm è meglio di uno da 10, specie su particolari di qualche secondo d'arco (ben prima dei problemi indotti dal seeing). Del resto che 20 cm siano meglio di 10 cm è riconosciuto anche da fan della rifrazione, che, loro testuali parole, "sbavano" per un 250 o anche solo un 200 mm. viewtopic.php?f=7&t=40258&start=10

Gli argomenti mi sembrano seri e ben posti. Spero che non finisca nel modo di prima.

non sono tanto concorde, Xeno.
Nel senso che matematicamente ciò che hai detto è vero, ma non riesce ad essere applicato alla pratica di uno strumento immerso "nel mondo".
E' un po' come il discorso sul disco di airy di un 40 cm. E' vero che in teoria è molto più piccolo di quello di uno strumento da 15 cm. E' altrettanto vero però che lo spazio fisico occupato dalla luce diffusa e dall'agitazione atmosferica (anche quando ve ne è relativamente poca) aumenta a dismisura la figura del disco di airy al fuoco.
Questo produce che, in termini di capacità di cogliere i dettagli poco contrastati l'ottica maggiore è, paradossalmente, svantaggiata. Ovviamente il fatto che raccolga molta più luce permette una maggiore saturazione dei colori che offre la sensazione di maggiore dettaglio, ma così non è.
Riguardo il "sogno" dei rifrattoristi come me (che poi hanno anche molti strumenti a specchi in realtà) non è un FCT 250 (visto che riporti il mio esempio) perché con quello strumento vederi i pianeti benissimo ma per il semplice fatto che è molto raro.. e come sai io sono anche un collezionista (piccolo invero).
Io un 200mm. a lenti (anche ben fatto) l'ho avuto e ho compreso che non riuscivo praticamente mai a sfruttarne le potenzialità risolutive massime o quantomeno lo facevo con una difficoltà e rarità tali da non rendermele desiderabili.

Un conto è il piacere puro di posesso di un oggetto, ad esempio uno di questi rifrattori rari (ma anche ad esempio di un C22 che sto cercando da tempo - quindi vedi che cerco anche i grossi specchi ) e un conto è chiedersi effettivamente quale sia il massimo diametro oltre il quale non serve andare (sempre limitatamente a un certo tipo di osservazione - visuale ...). La fotografia e altro fanno parte di un altro discorso in cui mi vedrai schierato in prima linea (o quasi) nel sostenere che ciò che conta sono i cm. oltre alla lavorazione ottica.

Paolo

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Questa è una frase senza alcuna prova né giustificazione. Mi sembra di aver dato sufficienti elementi per ritenere che 20 cm sono meglio di 10 cm anche su particolari ben più grandi del seeing. Non vedo elementi credibili del contrario.



A "dismisura" non significa nulla. Se intendi dire che diventa più grande del 15 cm non è vero. Il disco non sarà mai comunque grande come il disco del 15. Per non vedere la turbolenza significa che il disco del 15 è più grande e la nasconde. Questo dovrebbe essere abbastanza evidente.



Affermazione non dimostrata e falsa. L'ottica maggiore è un'ottica che è come un sistema HiFi. Vedi anche il rumore. Il fatto che lo vedi è la prova che hai più sensibilità. Ridurre la sensibilità del sistema non è il modo giusto di procedere, perché insieme al rumore ammazza anche il segnale. E infatti non vedi più la turbolenza solo quando il disco di Airy è abbastanza grande da inglobarla.



La "saturazione di un colore" non ha nulla a che vedere con la luminosità. Un colore è saturo quando uno o due dei tre colori primari non è presente.
Ripeti il ragionamento delle zebre per i colori primari presi separatamente. Laddove il contrasto è più grande i colori primari vengono conservati meglio e restano più saturi. La saturazione del colore è la prova indiretta che il contrasto è elevato su tutti e tre i colori primari.

tutti i dati che hai dato sono validi esclusivamente in un sistema scevro dell'aria e della turbolenza.
Qualsiasi osservatore ti confermerà che più lo strumento è grande e più le stelle sono "puffetti" amorfi.
Questo è da quando esistono i telescopi e qualsiasi dimostrazione sul campo e non al "calcolatore" te lo dimostra.
Ciò che fa un'ottica in teoria è una cosa, ciò che fa in pratica è un'altra.
Qualsiasi testo (non le mie parole che valgono quanto le tue) ti descrive chiaramente ciò che ho detto, qualsiasi osservatore che fa professione del mondo dell'astronomia te lo conferma.
Ripeto: una cosa è quando utilizzi un sensore CCD o una WEBCAM ed elabori una serie di frame, altra cosa è quando usi l'occhio.
In campo visuale si usa a mala pena il potere risolutore che hanno strumenti da 18 cm.
Qualsiasi testo al mondo ti dice chiaramente che, anche in condizioni molto buone, è quasi impossibile andare oltre il potere risolutivo di un'ottica da 25 cm. che è considerata, in ogni testo, il limite massimo oltre il quale, in alta risoluzione visuale, non serve a niente salire con i diametri. Questo in condizioni eccezionali. Un'ottica da 25 cm. ha un potere risolutivo prossimo a quello che viene considrato lo standard di seeing sotto il quale, con ottiche tradizionali in visuale, non si scende. E' scritto in ogni manuale del mondo.
Gli stessi telescopi professionali, se non fossero dotati di sistemi di acquisizione digtale ed elaborazione, non scenderebbero sotto 0,4" o poco meno, e parliamo di ottiche che hanno poteri risolutori "se fossero nel vuoto cosmico" inferiori a 0,1".
Non lo dico io, non lo dice il manuale delle giovani marmotte (scherzo). Lo dice, purtroppo, la realtà dei fatti. Una cosa è ciò che si potrebbe fare, altra ciò che si fa.
Se guardi le fotografie migliori scattate dai telescopi di 1,2,3 e passa metri di qualche hanno fa (prima delle CCD) e parli con i loro utilizzatori e con chi gestiva l'acquisizione delle immagini in alta risoluzione ti conferma che, senza ottiche adattive e sensori di ripresa, sotto 0,4" non si va, anche con uno specchio da 100 metri.
Tutti gli sforzi economici degli enti di ricerca, dei governi nelle sovvenzioni, dei progettisti sono serviti proprio a superare questo limite fisico della nostra atmosfera.
Se fosse come dici tu semplicemente le decine di miliardi di dollari/euro spesi negli ultimi 15 anni (dalla creazione di hubble in poi) sarebbero letteralmente gettati al vento perché tutti i progettisti, ricercatori, etc avrebbero preso un abbaglio e sbagliato perché non hanno considerato che "se lo dice la teoria allora deve funzionare".

Xenomorfo, noi viviamo nel "mondo", non in una sala di incisione dove tutti i rumori ad eccezione di quelli prodotti dall'impianto stereo sono soppressi.

Gli Osservatori costruiti in tutto il mondo funzionano in questo modo, purtroppo. Anche io vorrei tanto poter applicare la teoria così come è scritta sui libri di fisica ma devo fare i conti con le "condizioni di contorno".
Ti ribatti ogni mia frase e io ti dico che tutte le formule che hai postato non funzionano nella realtà, hanno un limite oltre il quale non si può andare. Posso avere anche una ferrari potentissima ma sono costretto a viaggiare su una strada dove i limiti di velocità sono invalicabili, indipendentemente dalla potenza del mio motore.

Non vi è una guerra di religione dietro tutto questo, ma solo la obbligatoria arresa nei confronti di un limite che, con gli strumenti a disposizione dell'osservazione visuale, non sono valicabili. Non sono io che, antipatico, voglio a tutti i costi avere ragione. Tutt'altro, io vorrei tanto che le cose fossero come dici tu.
E lo sono in realtà, ma solamente se, con un arteficio, "frego il seeing". Cosa che posso fare (fino a un certo punto) usando la tecnologia di acquisizione e una somma importante di immagini molto brevi, ma che non può fare il complesso occhio-cervello.

Non sto dicendo che le formule postate siano sbagliate, è questo il punto. Sto dicendo quello che è sotto gli occhi di chiunque che, in modo oggettivo e non per portare acqua al suo mulino inutile, mette il naso al telescopio e fino a un certo limite guadagna risoluzione aumentando il diametro, oltre no.




Paolo

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Xeno, la trattazione che hai messo è interessante ma direi un pò troppo semplicistica.

Parli correttamente di telescopio come filtro ma sarebbe meglio descriverlo per quello che è, un "sistema". Come tutti i sistemi ha una funzione di trasferimento (psf) che convoluta con l'immagine reale determina sul piano focale l'immagine misurata.
Il problema che si evince dalla tua trattazione così semplicistica è che consideri l'immagine reale senza gli effetti dell'atmosfera che è, a sua volta, un filtro.

Mai sentito parlare di regime turbolento? Di numero di reynolds? Pensi che il mondo reale sia lambito da un flusso laminare con velocità costante indipendente dall'altezza e temperatura degli strati atmosferici?

La diminuzione di contrasto di cui parli dipende dal fatto che la psf ha un lobo principale importante e una corte di lobi secondari che convoluta con l'immagine perturbata dall'atmosfera determina un effetto passa basso sull'immagine originale, con conseguente perdita di contrasto.
Sai che all'aumentare del diametro del telescopio il filtraggio dell'atmosfera diventa preponderante come effetto rispetto al passa basso introdotto dalla funzione di trasferimento del telescopio?
Sai che per lavorare bene con aperture già di 25 cm è necessario applicare un sistema di correzione del fronte d'onda anche se grossolano e che (sopratutto) l'immagine di riferimento deve essere considerata in un campo isoplanatico rispetto all'immagine da riprendere?

Mi piacerebbe iniziare a vedere un approccio diverso nel trattare questi argomenti. Alla fine cherubino ha ragione quando ti scrive certe cose in riguardo ai diametri (e anche ai rifrattori vs riflettori): mi spiace solo che molti non lo vogliano accettare senza però controbattere con argomentazioni matematiche che purtroppo non esistono perchè il nostro mondo è abbastanza conosciuto ad oggi.


Quando hanno spedito HST fuori dall'atmosfera l'hanno fatto per avere l'immagine perturbata solo dalla psf del telescopio...

Altro modo di dire le stesse cose :

Un telescopio di diametro doppio di un altro ha una MTF "più alta" : (vedi :http://legault.club.fr/mtf.html).
In pratica cosa significa? Qual è il vantaggio ? Sappiamo tutti che il seeing limita le prestazioni e che quindi sarà difficilissimo per non dire impossibile raggiungere la piena risoluzione di cui è capace la "grande apertura"; ad es. per un 400mm sarà praticamente impossibile raggiungere risoluzioni di circa 0,3".
Ma sui dettagli lontani dal potere risolutivo e a basso contrasto, cosa succede ? Immaginiamo ad es. di osservare la macchia rossa di Giove: essa ha di dimensioni di qualche secondo d'arco e quindi siamo ben lontani dai limiti risolutivi della maggior parte dei telescopi amatoriali . Osserviamola ora con telescopi dal diametro crescente: un 10cm, 20cm ,40cm ad un ingrandimento , poniamo di 150- 200x. Vedremo che "il contrasto" della GMR sarà sempre migliore man mano che aumentiamo l'apertura e l'effetto pratico sarà quello di vederla sempre meglio, con più facilità ; inoltre anche il suo colore sarà sempre meglio percepito passando dal giallastro visibile nel 10cm a un rosato sempre più "carico" nel 20 e poi nel 40 . Questo è confermato anche nelle osservazioni con aperture maggiori ( vedi l'osservazione col 83 cm nell'altro 3D) : il vantaggio non è nel maggior potere risolutivo ma nel maggior numero di "sfumature" percepibili e nel maggior "colore" delle strutture a basso contrasto con dimensione di qualche secondo d'arco.

Ripeto, non si sta parlando della risoluzione massima di cui è capace una "grande apertura" (impossibile da raggiungere per via del seeing, come giustamente è stato detto ) ma di come si vedono particolari ben più larghi del potere risolutivo massimo: ad es. le strutture marziane, le bande e i festoni di giove, le bande di Saturno.

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Osservo con:
Dobson 450/1900, Travel-Dobson 250/1000, mini-dobson 150/600 autocostruiti

Anche quello che dice Dob è difficile da contestare... parla per tutti l'esperienza di ciascuno di noi... non è altro che il risultato della maggior quantità di luce raccolta dalla maggior apertura del tele.
In diversi quindi hanno e abbiamo detto cose giuste e difficilmente contestabili... ora basterebbe solo che di questo si rendessero conti tutti... anche quelli che ancora cercano di imporre agli altri la loro verità!!!
Cos'è allora il meglio del meglio? poter osservare il più possibile con il nostro strumento preferito e trarre da questo quella soddisfazione profonda che alimenta la nostra passione... AMEN!!!
Un abbraccio ecumenico a tutti.
Claudio

La trattazione è "semplicistica" perchè parlando "in altro linguaggio" ben pochi capirebbero,
tanto più che anche l'altro linguaggio è prettamente matematico...

ed io vorrei ridurre ancora più semplicisticamente tutta la faccenda, tornando al succo:
da una parte si dice che un rifrattore oltre i 4-6" è praticamente inutile in visuale perchè non sfruttabile...
dall'altra parte si dice che comunque uno strumento da 20 cm è meglio di uno da 10...
ora, che l'approccio sia matematico o empirico, è evidente che ci siano 2 modi diversi di vedere le cose...
ed è anche evidente che ci sia un "inghippo" da qualche parte, altrimenti appunto nessuno userebbe strumenti tipo un C14 per osservare la Luna in Hi-res, ma resterebbero tutti con un apo da 4"...
e dall'altra parte, nessuno userebbe un rifrattore da 4" ma avrebbero tutti un qualcosa di maggiore...

certamente ci sono una quantità di fattori notevoli, e non ultimi la "simpatia" verso schemi e marche...
ma da qualche parte si dovrà pur cominciare...
sarebbe bello riuscire ad "evolvere" una discussione simile, partendo da un punto, anche teorico, e piano piano "crescere", lasciando però il tempo agli utenti di "metabolizzare" i vari conceti, giusti o sbagliati, forzati o meno...

dai, che ce la facciamo a far capire a tutti (me compreso...) cosa sia questo benedetto contrasto...

Più che matematico è ingegneristico - la laurea in matematica ancora non me l'hanno data

Sarebbe molto interessante partire con il confronto - escludendo gli effetti del seeing - tra la funzione di trasferimento di uno strumento non ostruito vs quella di uno ostruito con fattore di ostruzione crescente in % vs il diametro.
Questo potrebbe essere il primo passo per far capire che sebbene il diametro aumenti e il lobo principale diminuisca (quindi aumentando la risoluzione), buona parte dell'energia si trasferisca sui primi lobi secondari determinando un aumento dell'effetto passa basso sull'immagine originale.

Mi spiace ma senza concetti matematici è impossibile trattare certi argomenti con una minima base di dati oggettivi (mio personale punto di vista).

Indubbiamente, ma dovete sforzarvi di chiarire bene i concetti, perchè già "funzione di trasferimento" sega le gambe ad almeno metà dei lettori...
ricordiamoci sempre che si tratta di un forum amatoriale e non di un circolo scientifico...