Astrofotografia: apertura reale vs numero f?

Mentre leggevo sull'astrofotografia, ho scoperto che sembra esserci un movimento che crede che la vera apertura (diametro dell'iride) sia più importante del numero f quando si parla di velocità. Come e da dove proviene?

Ho letto una confutazione, ma sarei interessato a sentire opinioni. Immagino che potresti attribuirlo a diffondere la stessa luce (una sezione dell'immagine) su più siti di foto, o solo un modo criptico di dire che l'ingrandimento è buono, ma questo sembra essere stato applicato anche agli scatti grandangolari.

Ho anche letto cose sul numero f che influenza il limite di nebbia del cielo (al contrario dell'esposizione complessiva).

In una fotocamera, tutte le parti dell'immagine passano attraverso tutte le parti dell'obiettivo, quindi l'apertura influisce sulla quantità di luce che colpisce ogni parte dell'immagine.

In un telescopio, la luce in arrivo è parallela, quindi ogni parte dell'immagine passa solo attraverso un punto nell'obiettivo. L'apertura limita solo il cerchio dell'immagine, non influisce sulla quantità di luce che colpisce ogni parte dell'immagine. Pertanto, la relazione tra apertura e lunghezza focale (numero f) non è rilevante per l'esposizione.

Il limite di nebbia del cielo è principalmente determinato dalla quantità di luce diffusa che si ottiene e poiché la luce diffusa non è parallela (poiché proviene dall'atmosfera), l'intensità è influenzata dall'apertura. Quindi, un'apertura più piccola avrebbe qualche effetto sul limite della nebbia del cielo.

Considera, per un momento, puntare la fotocamera verso un muro completamente illuminato. Supponiamo che inizi con un obiettivo da 50 mm con un'apertura di 25 mm (cioè f / 2). Se si passa a un obiettivo da 100 mm, si riduce l'angolo di visione, quindi si raccoglie la luce da un'area più piccola, quindi si raccoglie meno luce. Per essere più precisi, stai tagliando l'angolo di vista a metà, il che riduce l'area a 1/4 della stessa quantità, quindi raccogli 1/4 della stessa quantità di luce. Per guardarlo da un punto di vista leggermente diverso, la luce proveniente da una determinata parte dell'ingresso viene diffusa su quadruplicare l'area sul sensore / film, quindi appare solo 1/4 più luminosa su qualsiasi data parte del sensore / film.

L'uso di un'apertura relativamente compensa ciò, quindi, ad esempio, f / 2 fornisce la stessa quantità totale di luce che entra nella fotocamera indipendentemente dalla combinazione di lunghezza focale e dimensioni dell'apertura necessarie per arrivare a f / 2.

La maggior parte dell'astrofotografia è un po 'diversa però. In particolare, quando si scatta una foto di una stella, il raddoppio della lunghezza focale non dovrebbe raddoppiare la dimensione apparente della stella. A parte il sole, tutte le stelle ¹ sono abbastanza lontane da apparire sempre come una fonte puntuale. Raddoppiare la lunghezza focale non significa che la stella verrà proiettata su un'area quadrupla rispetto al film / sensore. Anzi, al contrario, con i limiti di nitidezza dell'ottica, qualsiasi lunghezza focale utilizzata proietterà comunque l'immagine delle stelle come una sorgente puntuale.

Dico "la maggior parte" sopra, perché questo vale davvero solo per le stelle . Per la luna, le nebulose, le comete e i pianeti più vicini, in genere stai ingrandendo al punto che l'oggetto in questione si proietta come un disco sul sensore / film. Non appena ciò accade, si torna alla situazione originariamente descritta: cambiando la lunghezza focale si cambia la dimensione apparente dell'oggetto. Una lunga lunghezza focale diffonde la stessa luce su più pixel, quindi è necessario raccogliere più luce per compensare.

_{¹ A puro titolo di tecnicità, alcuni dei più grandi telescopi hanno teoricamente una risoluzione sufficiente per risolvere effettivamente un disco di un paio di stelle estremamente grandi e relativamente vicine come Betelgeuse. Anche con loro, questo è puramente puramente teorico: l'atmosfera non è mai abbastanza per loro per raggiungere il necessario livello di dettaglio.}

Se un telescopio da 200 pollici fosse posto in orbita, al di fuori dell'atmosfera, allora potremmo effettivamente vedere Betelgeuse come un disco piuttosto che una fonte puntuale. Anche questo è possibile solo perché Betelgeuse è quasi incredibilmente enorme e comunque relativamente vicino. Per la maggior parte delle stelle avresti bisogno di un telescopio orbitante che era ancora molto più grande.

Il rapporto f su un telescopio definisce l'angolo di visione che è in grado di visualizzare con un oculare che focalizza l'intero cerchio dell'immagine dallo specchio primario (in un riflettore) o dall'obiettivo (in un rifrattore). L' apertura di un telescopio è il diametro dell'obiettivo primario / obiettivo. In pratica, il fattore limitante quando si utilizza un adattatore per montare la videocamera sul telescopio è di solito il diametro dell'adattatore a T tra il telescopio e la videocamera che tende a soffocare parte della luce.Durante la normale visione del telescopio, per ottenere un ingrandimento maggiore si sostituisce l'oculare che mette a fuoco l'intero cerchio dell'immagine con uno che focalizza la luce da solo una percentuale del cerchio dell'immagine. Stai ancora utilizzando l'intero primario / obiettivo, ma stai solo focalizzando la luce che la colpisce dal centro del campo visivo.

Quando si rimuove l'oculare e si inserisce un adattatore con innesto a T, ciò che si sta facendo è consentire al punto di messa a fuoco di oltrepassare il tubo di messa a fuoco e risolversi sul piano del sensore della fotocamera. La messa a fuoco viene regolata inserendo o rimuovendo il focheggiatore per modificare la distanza tra l'obiettivo primario / obiettivo e il sensore della fotocamera. A volte potrebbero essere necessari tubi di prolunga per far uscire la fotocamera abbastanza lontano da mettere a fuoco la luce del rack di messa a fuoco.

Ciò significa che l'apertura effettiva è di solito determinata dal diametro dell'adattatore per innesto a T, piuttosto che dal rapporto f del telescopio. In pratica, quando si utilizza una reflex digitale su un telescopio astronomico, sarà necessario sperimentare un po 'con ISO e velocità dell'otturatore per trovare i valori di esposizione corretti. Non esiste un valore di esposizione "corretto". Un'esposizione più bassa rivelerà solo le stelle più luminose, mentre un'esposizione più alta rivelerà anche quelle più deboli. In genere uso la lunghezza focale / regola 600 per determinare la massima velocità dell'otturatore che può essere utilizzata senza che il movimento delle stelle rispetto alla superficie terrestre diventi evidente in un'immagine non tagliata, quindi vado da lì con l'ISO fino alla grandezza più fioca che vorrei mostrare nell'immagine è appena visibile.