Kann ein Teleskop jemals die scheinbare Leuchtdichte eines ausgedehnten Objekts erhöhen?

Soweit ich über gängige Teleskopdesigns weiß, erhöhen Teleskope die scheinbare Leuchtdichte ausgedehnter Objekte im Vergleich zu der mit bloßem Auge gesehenen Leuchtdichte nicht. In diesem Sinne erscheinen ausgedehnte Objekte nicht "heller" (pro Raumwinkeleinheit von Objekt/Bild), obwohl der gesamte vom Objekt empfangene Lichtstrom (die Beleuchtungsstärke) aufgrund der erhöhten Vergrößerung zunehmen kann (das Objekt sieht größer aus durch die Fernrohr). Das Beste, was getan werden kann, ist, die Leuchtdichte gleich zu halten, was die Eliminierung von Übertragungsverlusten erfordert. Zusätzlich zu Transmissionsverlusten wird das vom Auge pro Raumwinkeleinheit des Bildes empfangene Licht bei hohen Vergrößerungen weiter reduziert, wenn die Austrittspupille kleiner als die Pupille des Betrachters ist.

Kann es kein Teleskopdesign (rein optisch, zB ohne Verwendung elektronischer Okulare) geben, das ausgedehnte Objekte "heller" (im obigen Sinne) erscheinen lässt als mit bloßem Auge, indem es irgendwie die Begrenzung der Pupille des Beobachters überwindet? Wenn ja, kann dies nachgewiesen werden? Wenn nicht, wie würde ein solches Design aussehen?

Es gibt elektronische Okulare, die als Kameras fungieren und das Licht "addieren", sodass der Beobachter mehr Details sehen kann als mit einem normalen Okular. Aber jetzt sieht der Betrachter das Objekt nicht mehr direkt, er sieht ein Bild davon. Was die Überwindung der Pupille des Beobachters betrifft, kann dies nur durch elektronisch unterstützte Beobachtung (wie das elektronische Okular) überwunden werden. Mit zunehmendem Alter öffnen sich die Pupillen nachts nicht mehr so ​​weit wie in jungen Jahren, wie jeder alternde visuelle Beobachter weiß (oder wissen wird).
@AstroShannon Danke, dass du elektronische Okulare erwähnt hast, ich hätte erwähnen sollen, dass ich von rein optischen Designs spreche. Gibt es eine Möglichkeit zu beweisen, dass nicht das gesamte verfügbare Licht auch bei geringen Vergrößerungen in eine kleinere Austrittspupille gequetscht werden kann, um die Leuchtdichte zu erhöhen?
Ein Teleskop erzeugt keine zusätzlichen Photonen, richtig, aber macht die Dinge größer, und das menschliche Sehvermögen ist kontrastempfindlicher, wenn es größere Objekte betrachtet. Außerdem sammelt eine große Blende mehr Licht. Nichts ersetzt die Blende, außer meiner Blende :-) Irgendwo gibt es ein Papier, das diskutiert wird, hoffe ich kann es finden ... bis dahin: cloudynights.com/topic/…

Antworten (1)

Kann es kein Teleskopdesign geben ... das ausgedehnte Objekte "heller" erscheinen lässt ... als mit bloßem Auge, indem es irgendwie die Begrenzung der Pupille des Beobachters überwindet?

Ich habe alle Klammern weggelassen und werde dies beantworten, mal sehen, ob es den Kern der Frage trifft.

tl;dr: Nein, weil Etendue ; der gleiche Grund, warum eine Wand nicht heller wird, wenn wir darauf zugehen, und warum wir nicht mit einer Lupe nach draußen gehen und den blauen Himmel konzentrieren können.

Ich dachte, ich würde die andere Antwort als Kontrast und als Lehrmoment beibehalten, aber die Abwähler haben es versucht, also können Sie sie jetzt nicht sehen, es sei denn, Sie haben einen Ruf von 10.000.

Ich hatte behauptet, dass ein 7x50-Fernglas das Objekt im Raumwinkel 49-mal größer machen würde, aber sammeln würde ( 50 / 6 ) 2 oder etwa 69 mal mehr Licht.

Wenn meine vollständig dunkeladaptierte Pupille einen Durchmesser von 6 mm hat, dann ist die Öffnung im Durchmesser 8,3-mal größer als meine Pupille, aber das Bild ist nur 7-mal größer. Wir quadrieren das Verhältnis, um das Verhältnis der Oberflächenhelligkeiten zu erhalten, so wird es erscheinen

( 50 / 6 7 / 1 ) 2 ≈ 1.42

Das OP wies jedoch in einem Kommentar darauf hin , dass dies zu einer Austrittspupille führen würde, die größer als die 6-mm-Eintrittspupille des Auges ist.

Danke für die Antwort. Beim Fazit bin ich mir aber nicht sicher. Bei einem 7x50-Fernglas hat die Austrittspupille einen Durchmesser von 7,14 mm, was bedeutet, dass nicht das gesamte einfallende Licht auf die Netzhaut fällt, da die Augenpupille kleiner ist. Insbesondere der Anteil des Lichts, der in das Auge eindringt, ist ( 6 / 7.14 ) 2 = 0,705 , was genau der Kehrwert des von Ihnen berechneten Faktors 1,42 ist. Ohne Übertragungsverluste bleibt die Leuchtdichte meiner Meinung nach also dieselbe wie mit bloßem Auge.

Das war ein Aha! Moment, die Natur ist schlau, oder zumindest bin ich es nicht.

Ich antwortete :

omg, ich glaube, ich habe es versäumt, etwas so Grundlegendes wie die Erhaltung der Etendue zu erkennen . Jetzt sieht es so aus, als wäre meine Antwort falsch. :-( ...

Dies scheiterte aus dem gleichen Grund, aus dem eine Wand nicht heller wird, wenn wir darauf zugehen, und warum wir nicht mit einer Lupe nach draußen gehen und den blauen Himmel auf einem Blatt Papier konzentrieren können. In der klassischen Mechanik ist die Analogie die Erhaltung des Phasenraums und der Satz von Liouville

Kann ein Teleskop jemals die scheinbare Leuchtdichte eines ausgedehnten Objekts erhöhen?
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