Wie hängen Brennweite, Winkelvergrößerung und Gesichtsfeld zusammen?

Für das Verhältnis zwischen Vergrößerung und Sichtfeld können Sie Bilder vergrößern, aber Sie können Bilder nur auf einem Papierformat ausdrucken. Wenn Sie keine starke Vergrößerung haben, können Sie das gesamte Gesicht einer Person auf dem Bild herausziehen, sodass Sie ein großes Sichtfeld haben. Wenn Sie dasselbe Bild stark vergrößern, sehen Sie möglicherweise nur die Nase oder ein Ohr auf dem Bild, da alles andere an den Rändern abgeschnitten wird: Sie haben ein kleines Sichtfeld.

Zum Zusammenhang mit der Brennweite siehe folgende Schemata. Die Regeln zum Nachzeichnen solcher Schaltpläne finden Sie hier .

In Rot sind die Lichtstrahlen von einem Objekt im Unendlichen, das mit der Linsenachse ausgerichtet ist. In Blau gibt es ein Objekt, das ebenfalls im Unendlichen liegt, sich aber am Rand des Sichtfeldes befindet. Wenn die Brennweite länger ist, stehen das Objekt in Blau und das Objekt in Rot am Himmel nahe beieinander, sodass das Sichtfeld kleiner ist, aber die Dinge, die Sie in der Brennebene sehen, größer erscheinen.

Kurz, obere Skizze: kurze Brennweite, großes Sichtfeld, man sieht alle drei Objekte. Untere Skizze: lange Brennweite, kleines Gesichtsfeld, man sieht das grüne Objekt nicht mehr

Das Sichtfeld ist der Teil des Himmels, den Sie in Ihrem Okular sehen, gemessen in Grad. Ein Mensch kann mit zwei Augen typischerweise ein Sichtfeld von 200° haben . Wenn Sie Augen im Hinterkopf hätten, wäre Ihr Sichtfeld 360°. Die beiden Objekte in der oberen Skizze sind in der Himmelsebene durch einen größeren Abstand voneinander getrennt als die beiden Objekte in der unteren Skizze. Mit anderen Worten, der scheinbare Winkel zwischen den beiden Objekten ist in der oberen Skizze größer als in der unteren Skizze.

Vergrößerung und Sichtfeld stehen sich direkt gegenüber. Eine geringe Vergrößerung ergibt ein großes Sichtfeld, eine hohe Vergrößerung ein kleines Sichtfeld. (Das Sichtfeld gibt an, wie „breit“ der Teil des Himmels ist, der im Okular sichtbar ist.)

Denken Sie daran, den Mond mit geringer Vergrößerung zu betrachten. Nehmen wir an, der Mond füllt 1/4 der Ansicht aus, was bedeutet, dass Sie 4 Monde nebeneinander in einer Reihe über der Ansicht haben könnten. Wenn Sie die Vergrößerung erhöhen, sieht der Mond größer aus, sodass er einen größeren Teil des Sichtfelds ausfüllt. Und deshalb können Sie weniger Monde nebeneinander aufstellen. Wenn Sie die Vergrößerung verdoppeln, füllt der Mond die Hälfte der Ansicht aus, was bedeutet, dass Sie jetzt nur noch 2 Monde nebeneinander in der Ansicht sehen können.

Beachten Sie, dass das obige Beispiel für ein Teleskop ungewöhnlich ist, natürlich abhängig vom Design. Die meisten astronomischen Teleskope, die von Amateuren verwendet werden, zeigen eine Himmelsfläche, die etwas größer als der Mond ist, wenn sie "niedrige" Leistung verwenden. In der Lage zu sein, 4 Monde zu passen, ist ein bisschen übertrieben, um es einfach zu erklären.

Vielleicht ist Ihre Verwirrung, dass wir uns auf "Sichtfeld" als das Winkelfeld des Objekts (entferntes Material) beziehen, das vom menschlichen Auge gesehen werden kann, ohne das Auge zu bewegen. Darauf zielt die Antwort von 'Benutzernummer' ab.

Da das Auge selbst einen begrenzten Bilddurchmesser hat (Größe der Netzhaut kombiniert mit der Brennweite des Auges), bilden wir dieses Sichtfeld mit der Winkelvergrößerung ab, die das Teleskop erzeugt. Es ist also nicht das "verfügbare" Ausgabe-FOV, sondern das Eingabe- FOV, das von Ihrem Augapfel erfasst werden kann.

Draußen ist es Tag, du bist tief in einem langen, geraden Tunnel ohne Licht. Sie bemerken, dass Sie nur einen kleinen Teil von dem sehen können, was sich außerhalb des Tunnels befindet, und je näher Sie dem Ausgang kommen, desto mehr können Sie von dem sehen, was sich außerhalb befindet.

Wenn Sie tief im Tunnel sind, ist es dunkler, weil nur die Lichtstrahlen, die direkt in den Tunnel kommen, Sie erreichen werden. Wenn Sie Photonen sammeln würden, würden Sie sie langsam sammeln.

Als man sich dem Ausgang näherte, wurde es heller, weil Lichtstrahlen von mehr Orten einen erreichen konnten; Ihre Bemühungen zum Sammeln von Photonen wären schnell.

Für eine gegebene Primärseite (Durchmesser des Tunnels) bedeutet langes f weniger "äußeren" Bereich, von dem Photonen gesammelt werden (langsam) kurzes f bedeutet mehr "äußeren" Bereich, von dem Photonen gesammelt werden (schnell)

Diese Analogie ist nicht mehr intuitiv, wenn wir zur Vergrößerung wechseln, denn wenn Sie sich tief im Tunnel befinden, erscheinen die Dinge draußen kleiner, weil Sie weiter entfernt sind. Aber Teleskope sind in dieser Hinsicht anders als unsere Augen und jeder Blick, den Sie von außen erhalten, egal wie nah oder fern, bleibt Ihr gesamtes Sichtfeld, das dann vergrößert werden kann.