Magnitudo

Exartis · 23 Sierpnia 2012

Witam

Mam pytanie jeśli mogę ledwo dostrzec drogę mleczną to znaczy, że jakie mam niebo ( ile mag ) ?

kecaj · 23 Sierpnia 2012

To znaczy że masz niebo wysoce zanieczyszczone światłem. Jeśli mieszkasz w rejonie wysoko- uprzemysłowionym dochodzi do tego zapylenie powietrza w którym światło potęguje swoje działanie

Jak chcesz sprawdzić mag to możesz to zrobić za pomocą programu Stellarium lub innego .Znajdź najsłabszą charakterystyczna gwiazdę i sprawdź w programie ile ma mag

Edytowane 23 Sierpnia 2012 przez kecaj

panasmaras · 23 Sierpnia 2012

To znaczy że masz niebo wysoce zanieczyszczone światłem. Jeśli mieszkasz w rejonie wysoko- uprzemysłowionym dochodzi do tego zapylenie powietrza w którym światło potęguje swoje działanie

Wydaje mi się, że Twój opis pasuje do nieba, na którym nie ma szans zobaczyć Drogi Mlecznej.

Wracając do pytania - mieszkam 10km (w linii prostej) na południe od centrum Gdańska. Przy bardzo przejrzystym niebie widzę Drogę Mleczną w okolicach zenitu jako subtelne pojaśnienie nieba. Zasięg mam zazwyczaj w okolicach 5,3mag (choć podejrzewam, że te parę razy do roku, jak jest nieprzeciętna klarowność zasięg jest nieco lepszy).

Exartis · 23 Sierpnia 2012

Dziękuje za Odpowiedzi

Mieszkam w Jasienicy ( okolice Bielska-Białej ).

Nie wydaje mi się żeby to było mocno uprzemysłowione miasto.

Exartis · 23 Sierpnia 2012

Czy jest ktoś z mojej okolicy kto mógłby mi powiedzieć jakie jest tu niebo ?

Wyżej panasmaras napisał, że mogę mieć ok 5 mag, ale chciałbym aby ktoś się wypowiedział z mojej okolicy.

kecaj · 23 Sierpnia 2012

Czy jest ktoś z mojej okolicy kto mógłby mi powiedzieć jakie jest tu niebo ?

Wyżej panasmaras napisał, że mogę mieć ok 5 mag, ale chciałbym aby ktoś się wypowiedział z mojej okolicy.

Tutaj masz mapę zanieczyszczenia światłem ,stara bodajże z 1999roku

http://www.forumastronomiczne.pl/pliki/LP-mapa_PL.jpg

http://www.astro.uni.wroc.pl/ciemna_strona_swiatla/css3/css3.html

Exartis · 24 Sierpnia 2012

Dziękuje za mapki. Wychodzi mi kolor pomarańczowy czyli chyba mam jasne niebo. Czy synta 10" nada się pod tak jasne niebo ? Będę mieć możliwość wyjechania w pobliskie górki (szyndzielnia)

kecaj · 24 Sierpnia 2012

Im dalej od żródeł światła tym lepiej.Ja swoim 6" w centrum małej dzielnicy mogę polookać na jaśniejsze obiekty takie jak podwójna w perseuszu, M31 czy M42,M57 również.

Poza tym to z planetami nie ma problemu

Iluvatar · 24 Sierpnia 2012

Dziękuje za mapki. Wychodzi mi kolor pomarańczowy czyli chyba mam jasne niebo.

Ja też mam kolor pomarańczowy wg. tej mapki (obrzeża Pszczyny), a ostatnie zdjęcie M31 wykonałem bez żadnego filtra anty-LP, więc dużo zależy od lokalnych warunków. Z Szyndzielni powinno być całkiem nieźle na północ, a na resztę kierunków już całkiem dobrze. Możesz też spróbować wybrać się trochę dalej, najlepiej gdzieś za Żywiec, jeśli jesteś w stanie.

kecaj · 24 Sierpnia 2012

Ja też mam kolor pomarańczowy wg. tej mapki (obrzeża Pszczyny), a ostatnie zdjęcie M31 wykonałem bez żadnego filtra anty-LP, więc dużo zależy od lokalnych warunków. Z Szyndzielni powinno być całkiem nieźle na północ, a na resztę kierunków już całkiem dobrze. Możesz też spróbować wybrać się trochę dalej, najlepiej gdzieś za Żywiec, jeśli jesteś w stanie.

No własnie. Im dalej tym lepiej im wyżej tym bliżej :icon_biggrin:

Piotrek Guzik · 24 Sierpnia 2012

Jeśli chodzi o zasięg gołego oka, to bardzo dużo zależy zarówno od indywidualnych predyspozycji oraz chwilowych warunków (zwłaszcza w miejscach zanieczyszczonych sztucznymi światłami), dlatego określanie jakości nieba poprzez zasięg nie jest do końca precyzyjne. Dla przykładu - w czystą bezksiężycową noc mam zwykle w Krakowie w zenicie zasięg rzędu 5.0 - 5.5 mag, zdarzają się jednak takie noce, kiedy nie jestem w stanie dostrzec gwiazd słabszych od 4.5 mag ale i takie, kiedy zasięg mam bliski 6.0 mag. Podobnie w Krośnie w przeciętną bezksiężycową, bezchmurną noc mam zasięg około 6.5 mag, ale bywają takie, że nie widać nic słabszego od około 6.0 mag oraz takie, kiedy mam zasięg lepszy niż 7.0 mag.

Mapy LP, które na tym forum od czasu do czasu się pojawiają powstały na podstawie badań sprzed ponad 10 lat, o których dużo można przeczytać tu:

http://www.lightpollution.it/dmsp/index.html

Kolor pomarańczowy na tych mapach oznacza niebo, na którym w zenicie jasność sztucznego światła rozproszonego przez atmosferę jest 3 - 9 razy większa od naturalnej jasności tła nieba.

Pozdrawiam

Piotrek Guzik

Exartis · 24 Sierpnia 2012

Chodzi mi o to czy warto kupować tak duże lustro pod tak jasne niebo.

Czy nie lepiej będzie kupić coś mniejszego kalibru np. Synte 8" ?

Radek Grochowski · 24 Sierpnia 2012

Podobnie w Krośnie w przeciętną bezksiężycową, bezchmurną noc mam zasięg około 6.5 mag, ale bywają takie, że nie widać nic słabszego od około 6.0 mag oraz takie, kiedy mam zasięg lepszy niż 7.0 mag.

Tak z ciekawości, jaki jest Twój rekordowy zasięg gołym okiem?

Piotrek Guzik · 24 Sierpnia 2012

Tak z ciekawości, jaki jest Twój rekordowy zasięg gołym okiem?

Raz w 2008 roku obserwując niebo jakieś 20 km na południe od Krosna trafiłem na fantastyczne warunki - wtedy rysując okolice M 81 widziane gołym okiem zaznaczyłem zarówno M 81 jak i wszystkie pobliskie gwiazdy o jasności do 7.6 mag. Gwiazdy o jasnościach 7.0 - 7.2 mag były zauważalne przy patrzeniu "na wprost". W tych warunkach przeciwblask widoczny był gołym okiem bez wielkiego trudu.

M 81 widziałem gołym okiem jeszcze ze 2 lub 3 razy, w tym raz z obrzeży Krosna po przejściu chłodnego frontu. Niestety w ciągu ostatnich 3-4 lat w Krośnie i okolicach pojawiło się wiele nowych źródeł światła, w tym strasznie oświetlony sklep OBI, który z odległości 3 km konkuruje łuną z odległym o 4 - 5 km centrum 50-tysięcznego miasta!!!

astroccd · 25 Sierpnia 2012

A nie były to przypadkiem pojedyncze fluktuacje?

Jeśli na siatkówce oka pojedynczemu elektronowi na 1/50s odpowiadała by jasność 6 mag. to praktycznie każda ciemniejsza gwiazdka musi sobie kiedyś błysnąć do 6 mag. tylko odpowiednio rzadziej.

Czy wogóle możliwe jest określenie zasięgu dla odbiorników bez szumów odczytu jak noktowizor czy oko?

Jakieś przypadkowe gwiazdki puszczają sobie błyski, każda pewnie tylko raz, ale przy takiej ilości gwiazd na niebie cały czas to widać.

Może mam sokoli wzrok i widzę pojedyncze fotony, ale nie podejmę się określenia zasięgu dla gwiazd słabszych od 6 mag. błąd pomiaru jest zbyt duży. Gwiazdy nie świecą ciągłym blaskiem, im gwiazdka ciemniejsza tym fluktuacje blasku większe,.a my łapiemy te najjaśniejsze momenty i możemy się nabrać że widzieliśmy naprawdę słabą gwiazdkę.

Na kamerze CCD tego nie ma, ale jeśli ktoś bawił się kiedyś noktowizorem zrozumie w czym rzecz.

Piotrek Guzik · 25 Sierpnia 2012

Astroccd,

Jeśli na siatkówce oka pojedynczemu elektronowi na 1/50s odpowiadała by jasność 6 mag. to praktycznie każda ciemniejsza gwiazdka musi sobie kiedyś błysnąć do 6 mag. tylko odpowiednio rzadziej.

Domyślam się, że miałeś na myśli fotony - oko przecież nie rejestruje elektronów. A teraz policzmy, ile tych fotonów wpada nam do oka od gwiazdy o jasności 6 mag:

Oko widzi w zakresie 400 - 700 nm, a w tym zakresie wpada nam od Słońca około 500 W/m², czyli 500J/s na każdy metr kwadratowy powierzchni.

Maksymalną czułość pręciki (odpowiedzialne za widzenie słabych obiektów) mają dla długości fali równej około 500 nm. Fotony dla tej długości fali mają energię około 2.5 eV = 4x10^-19J. Jednemu dżulowi energii dla fali o długości 500 nm odpowiada zatem 1/(4x10^-19) = 2.5x10¹⁸fotonów.

Średnica źrenicy oka to około 7 mm, powierzchnia oka wynosi zatem około 40 mm²=4x10^-5m², tak więc oko przyjmuje około 0.02 J/s od Słońca, którego jasność wynosi w tym zakresie -26.7 mag. Zatem od obiektu o jasności -26.7 mag na siatkówkę oka pada: 0.02x2.5x10¹⁸ = 5x10¹⁶ fotonów na sekundę. Zauważmy jeszcze, że w nocy zakres, w którym widzimy jest trochę węższy - wynosi on mniej więcej 400 - 600 nm. Fotonów odpowiadających takiej długości fali będzie zatem padać na siatkówkę oka około 3x10¹⁶ na sekundę. Obiekt o 5 mag słabszy świeci 100 razy słabiej, tak więc obiekt o 30 mag słabszy świeci 100⁶=10¹² razy słabiej. Tak więc obiekt o jasności 3.3 mag (o 30 mag słabszy od Słońca) oświetla siatkówkę oka strumieniem około 3x10⁴ fotonów na sekundę. Obiekt o jasności 6 mag jest jeszcze o 2.7 mag, czyli mniej więcej 12 razy słabszy. Taki obiekt daje nam zatem na siatkówce strumień około 2500 fotonów na sekundę.

Pręciki reagują na światło wolniej od czopków, a czas trwania impulsu będącego reakcją na impuls światła jest rzędu 0.1 s. Tak więc, aby dostrzec jakieś fluktuacje w jasności gwiazdy wywołane nierównomiernym pojawianiem się fotonów, musielibyśmy obserwować fluktuacje liczby fotonów obserwowanych w interwałach o długości rzędu 0.1 s. Dla uproszczenia przyjmijmy, że obserwujemy gwiazdę o jasności 7 mag. Spodziewamy się, że przeciętnie od takiej gwiazdy zaobserwujemy 100 fotonów ciągu 0.1 s. Liczba fotonów, które obserwujemy jest zmienną statystyczną o rozkładzie Poissona o średniej 100. Dla dużych liczb można ten rozkład przybliżyć rozkładem Gaussa o średniej 100 i odchyleniu standardowym 10. Teraz możemy szybko oszacować, jak często będą się pojawiać "błyski" gwiazdy o zadanej jasności. I tak, jeśli w ciągu 0.1 s zaobserwujemy 110 fotonów, zinterpretujemy to jako "błysk" trwający 0.1 s, podczas którego gwiazda osiągnęła jasność 6.9 mag. 121 fotonów w ciągu 0.1 s będzie oznaczało błysk o jasności 6.8 mag itd. Prawdopodobieństwa przyjęcia przez zmienną losową o rozkładzie Gaussa o średniej 100 i odchyleniu standardowym 10 wartości "y" lub większej są następujące:

y m p

110: 6.9 mag 0.1587

121: 6.8 mag 0.0179

132: 6.7 mag 0.0007

145: 6.6 mag 0.000003

Tak więc przez mniej więcej 16% czasu gwiazda o jasności 7.0 mag będzie się nam wydawała jaśniejsza od 6.9 mag. Ta sama gwiazda będzie się wydawać jaśniejsza od 6.8 mag już tylko przez około 1.8% czasu obserwacji. Gwiazdę będziemy widzieć jako obiekt o jasności 6.7 mag lub większej już tylko przez 0.07% czasu obserwacji.

Jeśli oceniam zasięg rysując gwiazdy, które widzę w obszarze, którego nie znam, może się zdarzyć, że narysuję jakąś gwiazdę, którą widzę jedynie przez 50% czasu obserwacji. Być może zaznaczę nawet taką, którą widzę przez 20% czasu obserwacji. Z pewnością jednak nie zaznaczę czegoś, co pojawiałoby się zaledwie przez kilka % czasu obserwacji lub rzadziej.

Czy wogóle możliwe jest określenie zasięgu dla odbiorników bez szumów odczytu jak noktowizor czy oko?

Jak najbardziej - spróbuj, a sam się przekonasz. Wybierz sobie 3 - 4 niewielkie pola w okolicach zenitu i starannie naszkicuj wszystkie gwiazdy, które jesteś w stanie dostrzec w każdym z nich. Gwarantuję, że jeśli zrobisz to odpowiednio starannie, za każdym razem dostaniesz zbliżony wynik.

Jakieś przypadkowe gwiazdki puszczają sobie błyski, każda pewnie tylko raz, ale przy takiej ilości gwiazd na niebie cały czas to widać.

Ja nie widzę, żeby całe niebo nieustannie losowo mrugało...

Może mam sokoli wzrok i widzę pojedyncze fotony, ale nie podejmę się określenia zasięgu dla gwiazd słabszych od 6 mag. błąd pomiaru jest zbyt duży. Gwiazdy nie świecą ciągłym blaskiem, im gwiazdka ciemniejsza tym fluktuacje blasku większe,.a my łapiemy te najjaśniejsze momenty i możemy się nabrać że widzieliśmy naprawdę słabą gwiazdkę.

Jeśli systematycznie widzisz "błyski" w tym samym miejscu, np. przez 20-30% czasu, to chyba śmiało możesz stwierdzić, że widzisz daną gwiazdę...

Pozdrawiam

Piotrek Guzik

astroccd · 26 Sierpnia 2012

Nie potrzebnie tyle obliczeń, na stronie http://spiff.rit.edu...gnal_illus.html jest podane że gwiazda 0 mag. emituje w filtrze V 866000 fotonów/sec/cm^2.

Nie jest to wynik tylko samych obliczeń, potwierdziłem to przy pomocy CCD.

Zakładając że sprawność kwantowa ludzkiego oka wynosi 1%.

Ekstynkcja atmosferyczna 50%.

Powierzchnia czynna nieachromatycznej soczewki oka 20 mm^2 liczona od średnicy 5 mm, reszta to promienie wokół gwiazdy. Polecam zakroplić atropinę rozszerzającą źrenice i popatrzeć w dzień pełną aperturą 8 mm - horror.

Od gwiazdy 3.1 magnitudo mamy 1 elektron w oku na 1/50 s.

Gwiazdy 3.1 widzimy na wprost, a więc łapiemy je szybkimi czopkami.

Ponieważ ilość słabszych gwiazd rośnie lawinowo, pojawia się widzenie "virtualne", nie jesteśmy wstanie widzieć 100% gwiazd 8 magnitudo na raz, odzywa się jakiś ułamek procenta w danym czasie, a ponieważ jest ich strasznie dużo mamy złudzenie że cały czas widzimy gwiazdy 8 magnitudo.

Np.: mamy 100 gwiazdek 8 mag., zapala się tylko jedna w danym czasie, gaśnie, zapala druga, gaśnie, zapala trzecia itp. Czy zatem mamy zasięg 8 magnitudo? Nie, to tylko widzenie "wirtualne".

panasmaras · 26 Sierpnia 2012

Np.: mamy 100 gwiazdek 8 mag., zapala się tylko jedna w danym czasie, gaśnie, zapala druga, gaśnie, zapala trzecia itp. Czy zatem mamy zasięg 8 magnitudo? Nie, to tylko widzenie "virtualne".

Moim zdaniem jest zupełnie inaczej. Przede wszystkim nie muszę widzieć na raz wszystkich gwiazd x^mag żeby stwierdzić zgodnie z prawdą, że miałem zasięg x. Wyjaśnię na przykładzie.

Znając swoje oczy wiem już jak daleko i w którym kierunku muszę odpłynąć wzrokiem, żeby jak najskuteczniej wyzerkać jakiś obiekt. Próbując wyłapać jakąś słabą galaktykę, przenoszę od miejsca, gdzie powinna się znajdować jakieś 30' na godzinę 7. (nazwijmy to przesunięcie "Y").

Teraz wyobraź sobie sytuację - próbuję wyłapać dwie galaktyki oddalone od siebie o jeden stopień na niebie, obie mają jasność na granicy zasięgu mojego sprzętu.

Obu na jeden raz nie wyłapię, ale jedną po drugiej już tak. Najpierw ustawię oko z korektą "Y" żeby wyłapać pierwszą galaktykę, a potem zrobię to samo z drugą. Obie zobaczę bez żadnych wątpliwości, przez - powiedzmy 30% czasu (przy słabiznach to jest niezły wynik). Mam nadzieję, że zgodzisz się, że w tej sytuacji widziałem obie galaktyki.

Teraz - to samo powtórzę na gwiazdach, będących na granicy zasięgu. Zobaczę każdą, ale z osobna (też przez 30% czasu).

Dalej nazwiesz to widzeniem wirtualnym?

Piotrek Guzik · 26 Sierpnia 2012

Astroccd,

Sprowokowałeś mnie do głębszego zapoznania się z tematem

Zakładając że sprawność kwantowa ludzkiego oka wynosi 1%.

Nie wiem, w jaki sposób powstał obrazek, na podstawie którego założyłeś sprawność oka na 1%, ale poczytałem trochę na ten temat w pracach z zakresu neurobiologii i pokrewnych i sprawa wygląda mniej więcej tak:

1) Zaadaptowane do ciemności oko jest w stanie zaobserwować błysk, składający się z mniej niż 100 fotonów.

2) Późniejsze badania wykazały, że oko ludzkie widzi absorpcję 5-7 fotonów, które padają na obszar kilkuset pręcików, co z kolei dowodzi, że pręciki rejestrują pojedyncze fotony.

3) Czas integracji światła przez zaadaptowane do ciemności pręciki jest rzędu 300 ms - słabe źródło światła o jasności zmieniającej się sinusoidalnie z częstotliwością 3 Hz jest odbierane przez oko zaadaptowane do ciemności jako obiekt o stałej jasności.

Ekstynkcja atmosferyczna 50%.

Średnia ekstynkcja atmosferyczna na poziomie morza wynosi 0.28 mag (czyli atmosfera powoduje ubytek około 29% światła).

Ekstynkcja atmosferyczna w okolicach zenitu w noce o idealniej przejrzystości (bo o takiej sytuacji rozmawiamy) na poziomie morza wynosi 0.28 mag (czyli tracone jest około 29% światła), natomiast na wysokości 500 m.n.p.m. średnia ekstynkcja to 0.24 mag (około 25% światła ginie).

Ekstremalne zasięgi miałem podczas nocy o idealnej przejrzystości podczas obserwacji z miejsca jakieś 650 m.n.p.m. i śmiało mogę założyć, że ekstynkcja nie przekraczała 0.2 mag (20% strat).

Powierzchnia czynna nieachromatycznej soczewki oka 20 mm^2 liczona od średnicy 5 mm, reszta to promienie wokół gwiazdy. Polecam zakroplić atropinę rozszerzającą źrenice i popatrzeć w dzień pełną aperturą 8 mm - horror.

Ja bym z tym nie przesadzał, 7 mm średnicy źrenicy to około 40 mm² powierzchni, czyli dwa razy więcej niż dla średnicy 5 mm. Fakt,wokół Wenus, Jowisza czy Syriusza widzę "promienie", których praktycznie nie ma już przy gwiazdach o jasności rzędu 1-2 mag. Gdyby aż 50% światła rozpraszało się w postaci tych "promieni", to na ciemnym niebie widoczne byłyby pewnie jeszcze przy gwiazdach o jasności rzędu 4-5 mag. Mogę założyć, że straty sięgają max 20% (zresztą jak wykazano w jednym z badań, oko dokonuje detekcji także w sytuacji, gdy fotony padają na różne (ale bliskie sobie) pręciki. Czyli "czynna powierzchnia" oka zostanie tu założona na 32 mm².

Teraz liczymy od nowa:

866000 fotonów na sekundę na cm² od gwiazdy 0 mag.

0.8*866000 = 692800 fotonów na sekundę na cm² od gwiazdy 0 mag po uwzględnieniu ekstynkcji.

0.32*692800 = 221700 fotonów na sekundę na powierzchnię oka od gwiazdy 0 mag.

2200 fotonów na sekundę na powierzchnię oka od gwiazdy 5 mag.

350 fotonów na sekundę na powierzchnię oka od gwiazdy 7 mag.

Skoro do pojedynczej detekcji potrzeba nie więcej niż 100 fotonów, to mamy tu co najmniej 3 - 4 detekcje na sekundę, a to dla zaadaptowanego do ciemności pręcika oznacza słabe, ale ciągłe wzbudzenie...

Dodatkowe 0.2 - 0.3 mag może pochodzić od nieco większej powierzchni czynnej oka połączonej z nieco mniejszą ekstynkcją i nieco niższym progiem detekcji (np. 80 zamiast 100 fotonów na sekundę).

Co do tych "wirtualnych" gwiazd 8 wielkości gwiazdowej (czy nawet słabszych), to nie bardzo widzę tu dla nich miejsce - w ich przypadku strumień fotonów jest na tyle mały, że nie może powodować wzbudzenia pręcików, a jeśli nawet pojawiłaby się w nim na tyle duża fluktuacja, aby je jednak wzbudzić, to pojawiałaby się ona na tyle rzadko, że nikt o zdrowych zmysłach nie uznałby jej za gwiazdę.

Natomiast, jeśli w danym miejscu widzę obiekt przez 50%, czy nawet 30% czasu, to chyba jednak o czymś świadczy. Badania, na które się powoływałem wskazywały, że gdy oko dokonuje detekcji około 30% błysków zawierających 70 fotonów. Takiego strumienia spodziewalibyśmy się w wyżej przedstawionym rozumowaniu dla gwiazdy o jasności 7.4 mag, ekstynkcji powodującej stratę 20% światła i dla powierzchni zbiorczej oka równej 32 mm².

Pozdrawiam

Piotrek Guzik

Exartis · 26 Sierpnia 2012

Wracając do mojego pytania :

Czy warto kupować tak duże lustro( synta 10 ") pod tak jasne niebo.

Czy nie lepiej będzie kupić coś mniejszego kalibru np. Synte 8" ?

astroccd · 27 Sierpnia 2012

Co do ekstynkcji to wydaje mi się że podczas normalnej nocy tracę w mieście 1 magnitudę, tylko parę razy w roku nawet przy Księżycu udaje się zobaczyć gwiazdy o 1 magnitudo słabsze niż normalnie bez Księżyca.

Mamy jeszcze w oku nie powlekaną powłoką antyodblaskową soczewkę i rogówkę od jednej strony soczewki potrafi się odbijać 10% światła.

Odnośnie sprawności kwantowej, wyobraźmy sobie bardzo kiepskiego CMOSa, w którym powierzchnia fotoczuła wynosi 1% powierzchni piksela, potrzeba by wtedy 100 fotonów do wybicia 1 elektronu, ale zrozumiałym jest że jeśli pojedynczym fotonem nie uda się wybić elektronu to po 100 próbach jest to prawdopodobne że się uda trafić w to czułe miejsce.

Teraz wyobraźmy sobie super czułą CCD ze 100% pokrycia piksela powierzchnią fotoczułą, zakładamy filtr szary przepuszczający 1% światła więc też potrzebujemy 100 fotonów do wybicia elektronu, czy zatem 1 fotonem nigdy nie uda nam się wybić elektronu?

Nie prawda, po 100 próbach na pewno się to uda.

Odnośnie oka, ostrość widzenia bardzo szybko spada wraz z oddalaniem się od centrum siatkówki. Może to być spowodowane tym że ilość elementów światłoczułych spada, oraz tym że nieachromatyczna soczewka rozmazuje obraz poza centrum. Udało mi się zaobserwować kontem oka moirę co wskazuje że odległości pomiędzy elementami światłoczułymi są duże, nie udało się zaobserwować kątem oka ślepych plamek pomiędzy elementami światłoczułymi, obraz jasnej diody zawsze jest widoczny, co oznacza że nieostrość od kiepskiej soczewki występuje na brzegach siatkówki i kompensuje odległości elementów światłoczułych. Nie prawdą jest zatem że bez 100 fotonów nie uda nam się nigdy zarejestrować zjawiska, być może wystarczy 100 prób z pojedynczym fotonem.

Nie możliwe jest zrobienie kamery, która by potrzebowała 100 fotonów na zjawisko i jednocześnie nie była w stanie zarejestrować jednego fotonu, bowiem nie możliwe jest wypuszczenie 100 fotonów na raz, zawsze będzie zliczała sobie 1,2,3,4...98,99,100, a więc będzie wstanie zarejestrować pojedynczy foton, co najwyżej szumy odczytu mogą wynosić 100 elektronów, ale wtedy podawanie że kamera ma sprawność kwantową 1% jest nie poprawne, trzeba podać sprawność kwantową 100% i szumy odczytu 100 elektronów. Oko nie ma integracji i być może sprawność kwantowa jest mylona z szumami odczytu.

Nie możliwe wydaje się aby szumy odczytu siatkówki były aż tak wielkie. Oko ma tak duży zakres dynamiki w cieniach że obstawiał bym że nie ma wcale szumów odczytu, porównując z kiepską lustrzanką o szumach 15e, która wydaje się być ślepa w cieniach.

Jeśli okiem widzisz obiekt przez 25% czasu spróbuj poruszać teleskopem. Okazuje się bowiem że można poprawić widzenie przez teleskop poprzez potrząsanie nim, wtedy słaby obiekt mgławicowy wygląda lepiej, uśrednia się szum, co oznaczało by że mamy podobne zjawisko jak na matrycy CMOS, różnice między miernikami, siatkówka bardziej pasuje do CMOSa, bo ma tyle mierników co pikseli, w odróżnieniu od CCD gdzie mamy jeden miernik.

Trzęsąc CCD nie poprawimy obrazu, raczej go zepsujemy, szczególnie jeśli nastawimy integrację np.: 0.3 sek. Okazuje się że siatkówka jest super szybka dla ciemnych obiektów, ruszanie teleskopem poprawia widoczność, a nie pogarsza, nie wiem czy dotyczy to gwiazd czy tylko obiektów mgławicowych i czy obiekt mgławicowy musi się sporo przesunąć w czasie 0.3s czy wystarczy nie więcej niż piksel i czy przesunięcie o np.: 20 pikseli w czasie 0.3s go rozmywa czy nie, bo integracja zachodziła by np.: w mózgu, trzeba by to sprawdzić.

O poruszaniu teleskopem wyczytałem już dawno temu, był to pomysł na poprawienie widzenia przytoczony razem z metodą zerkania kątem oka.

Piotrek Guzik · 27 Sierpnia 2012

astroccd,

Co do ekstynkcji to wydaje mi się że podczas normalnej nocy tracę w mieście 1 magnitudę, tylko parę razy w roku nawet przy Księżycu udaje się zobaczyć gwiazdy o 1 magnitudo słabsze niż normalnie bez Księżyca.

W mieście strata zasięgu wynika nie tylko z samej ekstynkcji. Im bardziej nieprzejrzyste masz niebo, tym więcej sztucznego światła ono rozprasza, przez co tracisz zasięg gdyż zmniejsza Ci się kontrast pomiędzy gwiazdami a niebem.

Ekstynkcja mówi nam tylko o tym, ile światła od gwiazdy (czy innego obiektu) jest tracone. Na końcu tej strony:

http://www.icq.eps.h...ICQExtinct.html

Masz tabele ze średnimi wartościami ekstynkcji.

Mamy jeszcze w oku nie powlekaną powłoką antyodblaskową soczewkę i rogówkę od jednej strony soczewki potrafi się odbijać 10% światła.

Pewnie właśnie m.in. dlatego z tych 100 fotonów padających na powierzchnię oka absorbowanych jest jedynie 5 - 7 (o czym pisałem wcześniej).

Odnośnie sprawności kwantowej, wyobraźmy sobie bardzo kiepskiego CMOSa, w którym powierzchnia fotoczuła wynosi 1% powierzchni piksela, potrzeba by wtedy 100 fotonów do wybicia 1 elektronu, ale zrozumiałym jest że jeśli pojedynczym fotonem nie uda się wybić elektronu to po 100 próbach jest to prawdopodobne że się uda trafić w to czułe miejsce.

Teraz wyobraźmy sobie super czułą CCD ze 100% pokrycia piksela powierzchnią fotoczułą, zakładamy filtr szary przepuszczający 1% światła więc też potrzebujemy 100 fotonów do wybicia elektronu, czy zatem 1 fotonem nigdy nie uda nam się wybić elektronu?

Nie prawda, po 100 próbach na pewno się to uda.

Ok, tu masz rację - bo jak rozumiem, chodzi tu o moje zdanie, że od gwiazdy 8 mag strumień fotonów będzie za słaby, żeby wzbudzić receptory na siatkówce. Jednak tak jak pisałem, w oku musi zostać zaabsorbowane 5 - 7 fotonów w przeciągu około 300 ms, aby dać wrażenie ekstremalnie słabego "błysku". To, że pręcik zaabsorbuje foton i zamieni go na sygnał elektryczny nie oznacza jeszcze że cokolwiek zobaczymy. Aby "coś" zobaczyć potrzebujemy właśnie 5 - 7 fotonów zaabsorbowanych przez bliskie sobie pręciki w przeciągu mniej więcej 1/3 sekundy. Wykazano to jeszcze w latach 40-tych ubiegłego wieku. Te same badania wykazały, że jeśli zmniejszymy natężenie "błysków" do poziomu rzędu 50 fotonów na sekundę, dostrzec uda się zaledwie kilka % z nich. Skoro gwiazda o jasności 7.0 mag daje nam strumień 100 fotonów na 1/3 sekundy, to gwiazda o jasności 8.0 mag da ich już jedynie 40 w ciągu tego samego czasu.

Odnośnie oka, ostrość widzenia bardzo szybko spada wraz z oddalaniem się od centrum siatkówki. Może to być spowodowane tym że ilość elementów światłoczułych spada, oraz tym że nieachromatyczna soczewka rozmazuje obraz poza centrum. Udało mi się zaobserwować kontem oka moirę co wskazuje że odległości pomiędzy elementami światłoczułymi są duże, nie udało się zaobserwować kątem oka ślepych plamek pomiędzy elementami światłoczułymi, obraz jasnej diody zawsze jest widoczny, co oznacza że nieostrość od kiepskiej soczewki występuje na brzegach siatkówki i kompensuje odległości elementów światłoczułych. Nie prawdą jest zatem że bez 100 fotonów nie uda nam się nigdy zarejestrować zjawiska, być może wystarczy 100 prób z pojedynczym fotonem.

Jeśli chodzi o pręciki, to największe ich zagęszczenie jest poza centrum siatkówki - jakieś 20 - 30 stopni od niego. Co do mniejszej rozdzielczości, to po części wynika ona z tego, że pręciki są połączone z neuronami grupami (średnio z jednym neuronem łączy się ich 120).

Rzeczywiście nie jest prawdą, że bez 100 fotonów nie uda się nigdy zarejestrować zjawiska - ale takiego czegoś też wcześniej nie pisałem. 100 prób z pojedynczym fotonem jednak nie wystarczy, bo tak jak pisałem już wyżej, wrażenie "błysku" pojawia się dopiero gdy 5-7 pręcików dokona detekcji fotonu.

Nie możliwe jest zrobienie kamery, która by potrzebowała 100 fotonów na zjawisko i jednocześnie nie była w stanie zarejestrować jednego fotonu, bowiem nie możliwe jest wypuszczenie 100 fotonów na raz, zawsze będzie zliczała sobie 1,2,3,4...98,99,100, a więc będzie wstanie zarejestrować pojedynczy foton, co najwyżej szumy odczytu mogą wynosić 100 elektronów, ale wtedy podawanie że kamera ma sprawność kwantową 1% jest nie poprawne, trzeba podać sprawność kwantową 100% i szumy odczytu 100 elektronów. Oko nie ma integracji i być może sprawność kwantowa jest mylona z szumami odczytu.

Oko to nie kamera - to po pierwsze.

Po drugie oko jednak integruje strumień światła. Czas trwania impulsu wywołanego absorpcją jednego fotonu przez pręcik (przy pełnej adaptacji do ciemności) to mniej więcej 1/3 sekundy. Jeśli wkrótce po absorpcji jednego fotonu (np. kilkadziesiąt ms) zaabsorbowany zostanie kolejny, to wynikowy sygnał z pewnością będzie większy od tego, gdy mamy absorpcję tylko jednego fotonu.

Odnośnie porównań oka z kamerą - piszesz tu ciągle o elektronach, szumach wyrażonych w elektronach itp. W oku wygląda to trochę inaczej. Absorpcja jednego fotonu nie oznacza przepłynięcia jednego elektronu do mózgu. Tak naprawdę jest to znacznie bardziej złożony proces chemiczny. Tu krótki cytat z wikipedii:

Pod wpływem światła docierającego do znajdującej się w pręcikach rodopsyny (wystarczy 1 foton) dochodzi do izomeryzacji formy 11-cis retinalu w drugi izomer – formę całkowicie-trans. Rodopsyna jest białkiem transbłonowym złożonym z 7 helikalnych łańcuchów i zmiana konformacyjna rodopsyny, powoduje aktywację związanego z nią białka G, transducyny, a następnie inicjację sygnału komórkowego.

Szumy w oku także występują (prąd ciemny), jednak są one na tyle małe, że śmiało możemy je zaniedbać.

Jeśli okiem widzisz obiekt przez 25% czasu spróbuj poruszać teleskopem. Okazuje się bowiem że można poprawić widzenie przez teleskop poprzez potrząsanie nim, wtedy słaby obiekt mgławicowy wygląda lepiej, uśrednia się szum, co oznaczało by że mamy podobne zjawisko jak na matrycy CMOS, różnice między miernikami, siatkówka bardziej pasuje do CMOSa, bo ma tyle mierników co pikseli, w odróżnieniu od CCD gdzie mamy jeden miernik.

Rzeczywiście, poruszanie teleskopem poprawia zasięg dla słabych obiektów mgławicowych, jednak wynika to raczej z tego, że pręciki sa właśnie przystosowane do wykrywania obiektów ruchomych. Nie ma tu mowy o żadnym uśrednianiu szumów.

Tak naprawdę to co jest pod pręcikami i czopkami to kilka warstw komórek, które przetwarzają przychodzący sygnał. Cała sprawa jest tu znacznie bardziej skomplikowana niż to się na pierwszy rzut oka wydaje. Nie chcę o tym tu pisać, bo wchodzenie w szczegóły zajęłoby strasznie dużo miejsca i oczywiście czasu, bo nie jestem neurobiologiem i nowych rzeczy nie dowiaduję się na bieżąco.

Jedno jest dla mnie jasne po kilku godzinach lektury z tego tematu - siatkówki oka nie można bezpośrednio przyrównywać ani do CMOSa ani do CCD.

Jeśli chcesz porównywać siatkówkę oka z CCD lub CMOSem, to musisz jeszcze poczytać, jak działa siatkówka. Z tego co widzę, to orientujesz się w sprawach elektroniki, ale tę więdzę próbujesz trochę na siłę przełożyć na oko, a to są jednak dwa zupełnie różne światy, z których elektronika jest znacznie prostsza i chyba bardziej intuicyjna.

Pozdrawiam

Piotrek Guzik

Edytowane 28 Sierpnia 2012 przez Janko

astroccd · 29 Sierpnia 2012

W mieście strata zasięgu wynika nie tylko z samej ekstynkcji. Im bardziej nieprzejrzyste masz niebo, tym więcej sztucznego światła ono rozprasza, przez co tracisz zasięg gdyż zmniejsza Ci się kontrast pomiędzy gwiazdami a niebem.

Okazuje się że nie kontrast jest przyczyną, jeśli do noktowizora założysz obiektyw Helios 58/2 żeby mieć powiększenie 1x, zobaczysz wszystkie gwiazdki 8 mag naraz i to z centrum miasta, jeśli natomiast przymkniesz obiektyw do średnicy ludzkiego oka, zasięg gwiazdowy ograniczy ci szum kwantowy tła nieba.

Odnośnie integracji 0.3s w oku polecam obejrzeć animację satelity z integracją 0.3s http://www33.zippyshare.com/v/19410649/file.html trzeba kliknąć download i pobrać animację, na pewno integracja w stylu klatka 1+2+3+4 potem 5+6+7+8 potem 9+10+11+12 w oku nie występuje bo byśmy widzieli ruch satelity skokowo, co najwyżej może być uśrednianie 1+2+3+4 potem 2+3+4+5 potem 3+4+5+6 wtedy animacja będzie płynna, ale będzie występować smużenie, obserwując w nocy nie widzę smużenia, mam kamerkę telewizji przemysłowej w której można włączyć integrację np.: 0.3 s lub uśrednianie więc mam porównanie jak by to kiepsko wyglądało.

Otóż oko to najdoskonalszy instrument do rejestracji super słabych satelitów lub meteorów żadna kamerka nie zastąpi oka bo nadaje się tylko do bolidów.

Oko to nie elektroniczna maszyna, ale podobieństwa do noktowizora dostrzegam, noktowizor działa w czasie rzeczywistym nie ma integracji, fotografując w milionowych częściach sekundy na luminoforze ekranu noktowizora widział byś tylko jeden foton, oczywiście luminofor nie jest doskonały obraz znika z niego przez jakiś czas, dlatego mamy uśrednianie fotonów.

Oko nie ma integracji, machając ręką przed oczyma widzisz rozmazany obraz, ale machając na tle monitora komputerowego CRT mrugającego 85 razy na sekundę widzisz ostre krawędzie, co sugeruje że oko działa płynnie, co najwyżej mamy uśrednianie 1+2+3+4 potem 2+3+4+5 potem 3+4+5+6 raczej nie zamrożonych klatek tylko fragmentów czasu na podobieństwo luminoforu.

Odnośnie zarzutu że za bardzo przyrównuje oko do elektroniki, otóż istnieje coś takiego interpretacja wad obrazu i wtedy mnie nie interesuje skąd obraz pochodzi bo może pochodzić z kliszy fotograficznej, jeśli ktoś podaje że sprawność kwantowa kliszy wynosi 1% to jest to interpretacja wad obrazu i oznacza dla mnie jedno, szumy na całym obrazie będą 10x większe, a dynamika będzie rosła w tempie 3db na każde podwojenie jasności. Natomiast jeśli ktoś pomylił sprawność kwantową z innymi wadami jak ziarno fotograficzne to może oznaczać że dynamika będzie rosła 6db na każde podwojenie jasności. Może śmieszne jest podawanie rozmiaru ziarna fotograficznego jako szum odczytu w elektronach, jednak szum odczytu to ważny parametr obrazu.

Wiem oko to nie elektronika, ale duże podobieństwo obrazu do noktowizora jest, efekty małej ilości kwantów: mrowienia, zasięg gwiazdowy jest identyczny, na kamerce CCD to bym musiał włączyć mnożnik integracji 6x1/50s żeby uzyskać taki sam zasięg, nie ma tu charakterystycznego mrowienia małych porcji kwantów, szum odczytu tnie równo dynamikę małych porcji kwantów w cieniach, integracja w sensie wydłużania czasów ekspozycji jest przydatna dla urządzeń posiadających szumy odczytu typu kamerka CCD, pozwala uzyskać poprawę dynamiki 6db na każde 2 krotne wydłużenie czasu ekspozycji, w przypadku urządzeń bez szumów odczytu jak noktowizor integracja niewiele by pomogła, zwykle tylko 3db na podwojenie czasu ekspozycji i to tylko w przypadku 2 krotnego przyspieszenia odtwarzania zarejestrowanego obrazu.

Tak zwane zjawisko większej dokuczliwości szumu przy jego wolniejszym odtwarzaniu, jeśli odtwarzamy z taśmy magnetowidowej szum i spowolnimy odtwarzanie 2 krotnie, szum stanie się bardziej dokuczliwy.

Próba poprawiania jakości zaszumionej audycji radiowej poprzez wycinanie wysokich częstotliwości (odpowiednik uśredniania) jest mało skuteczna, do pełnej poprawy musielibyśmy nadawać audycję w zwolnionym tempie, nagrać i odtworzyć w przyspieszonym. A i tak poprawa to tylko 3db/2 krotną zmianę częstotliwości.

Dlatego noktowizor nie ma integracji i doskonale się spisuje, oko też nie ma integracji na pewno nie 0.3s może ma 0.02s uśredniania na podobieństwo luminoforu.

Najsłabszy punkt możliwy do zaobserwowania w ciemnym pokoju okiem po całkowitej adaptacji do ciemności przez ponad godzinę, przypomina niestabilne światło świecy na wietrze, mimo iż pochodzi od stabilnej diody, odbijającej się od klosza żyrandola, dlatego nie ma szans zaobserwowania pulsów 3Hz.

Cały czas z zamkniętymi oczyma po całkowitej adaptacji do ciemności lata mi jakis szum przed oczyma, jest tak szybki jak z TV 1/50s, nie przypomina ani tego wolnego szumu z kamerki przemysłowej po wlączeniu integracji np.: 14x1/50s, ani tego po włączeniu uśredniania klatek, kto ma kamerkę przemysłową to może lepiej zrozumie jak wygląda wolny szum.

JaLe · 29 Sierpnia 2012

Wracając do mojego pytania :

Czy warto kupować tak duże lustro( synta 10 ") pod tak jasne niebo.

Czy nie lepiej będzie kupić coś mniejszego kalibru np. Synte 8" ?

Możliwe, że mam gorsze (jaśniejsze ) niebo od Ciebie. Posiadałem Newtony 6", 11", 13", 15" 16" i stwierdziłem, że im większa apertura tym więcej i lepiej widzę

Dość dużo naczytałem się, że do miasta to małe lustro i naprawdę nie wiem skąd wzięła się ta opinia.