Uitleg over helderheid en contrast

Uit Astrowiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Over de relaties tussen vergroting, contrast, helderheid en oppervlaktehelderheid bestaat veel verwarring. In deze tekst wordt het een en ander wat nader toegelicht, om zo hopelijk wat helderheid te brengen in deze relaties.

Vaak wordt gedacht dat je, wanneer je een lagere vergroting gebruikt bij je telescoop, uitgestrekte objecten zoals nevels en sterrenstelsels automatisch beter kunt zien. Dit is onjuist, denk even aan het limietgeval: in dat geval zou je ze beter zien met het blote oog.

Even een beetje theorie: als je een uittredepupil hebt van 7mm (vergroting van diameter van de apertuur gedeeld door 7mm, of oculair met brandpuntsafstand 7mm*f/verhouding), dan zie je een object met dezelfde oppervlaktehelderheid als met het blote oog. Helderder krijg je voorwerpen niet, want met grotere uittredepupillen (minder vergroting) passen de stralenbundels niet meer in hun geheel door jouw oogpupil (een deel van het licht valt dan op je iris, en zo maak je er geen gebruik van). Natuurlijk is de helderheid van héél het object wel groter, maar dat is omdat het object een groter stuk van het beeldveld inneemt, niet omdat de oppervlaktehelderheid groter is.

Maar de zichtbaarheid van een voorwerp wordt vooral bepaald door het contrast met de achtergrond (achtergrondstraling plus straling van het voorwerp, versus achtergrondstraling alleen), niet door zijn absolute oppervlaktehelderheid. Merkwaardig genoeg verandert de objectieve contrastverhouding nooit, onafhankelijk van de telescoop en het gebruikte oculair. Maar de subjectieve contrastperceptie verandert wel degelijk: kleine contrastverschillen op te kleine voorwerpen zijn onzichtbaar. Een telescoop toont zwakke voorwerpen dus niet beter dan het blote oog omdat het ze helderder maakt, maar omdat het voorwerp vergroot wordt, wat het aanwezige contrast duidelijker zichtbaar maakt (voor zover er genoeg oppervlaktehelderheid overblijft).

Er bestaan vele redenen om uittredepupillen te gebruiken die kleiner zijn dan 7mm: ten eerste maak je de objecten groter (en dus beter zichtbaar), ten tweede maak je het object maar ook de hemelachtergrond donkerder, wat bij lang observeren van een object de donkeradaptatie verbetert, en te derde, ook de subjectieve contrastperceptie verbetert (je ziet heel donkergrijs beter tegen "zwart" dan je lichtgrijs tegen iets donkerder grijs ziet). Ja, het object krijgt een kleinere oppervlaktehelderheid, maar het wordt groter en de achtergrond wordt *ook* donkerder. Teveel vergroting maakt de objecten dan weer minder makkelijk zichtbaar, natuurlijk, omdat de absolute oppervlaktehelderheid teveel afneemt en het object *en* de achtergrond beiden "bijna zwart" worden en dan zie je uiteraard alleen zwart op zwart.

Dus: je vergroot altijd genoeg om het voorwerp of de details groot genoeg te maken (wat voor één object ook kan betekenen dat voor een overzicht of het bekijken van sommige details de optimale vergroting anders is), en ook minstens genoeg om de achtergrond net "bijna zwart" te maken. Hoe meer lichtvervuiling er is, hoe groter de vergroting is die voor dat laatste nodig is.

Dus is er niet echt een vaste regel, maar volgende vuistregels bieden toch wat houvast:

- Voor melkwegstelsels (zonder filter) is de maximale contrastperceptie meestal met een uittredepupil rond de 2-3mm. dat volstaat meestal ook om de hemel donker te maken (hoewel je meer naar de 2mm moet gaan bij lichtvervuiling).

- Voor diffuse nevels met agressieve filters heb je meestal uittredepupillen nodig van 3-4mm, 5mm voor de grootste diffuse nevels omdat die anders veelal niet helemaal in beeld komen.

- Uittredepupillen van 6-7mm zijn gereserveerd voor *erg* donkere locaties (Mag 6.5 en hoger) en erg grote en heel lichtzwakke voorwerpen (Barnard's loop, vele gigantische Sh- en Sh2-nevels, enz.), of als je kleur wilt zien in tamelijk grote objecten die helder genoeg zijn om kleurzicht mogelijk te maken bij maximale oppervlaktehelderheid (zoals M42).


En natuurlijk gebruik je erg grote uittredepupillen ook als je een heel breed veld wilt bekijken; ik heb een oculair dat me een uittredepupil van 8mm geeft (eigenlijk zo groot dat mijn oog de stralenbundels vignetteert) maar als ik M42 of M31 helemaal wil zien moet ik wel, want zelfs een 31T5 Nagler toont niet alles wat je met een 2" oculair kunt zien. Maar als je kunt, kun je een breder veld beter tonen met dezelfde vergroting en een breedbeeldoculair dan met een kolossale uittredepupil. Daarom is zo'n 55mm Plössl minder populair dan 32-40mm 70°-oculairs of 26-31mm 82°-oculairs, zelfs bij f/10-kijkers. Alleen op f/12- en f/15-kijkers wordt zo'n oculair courant gebruikt, omdat de uittredepupil dan 4.5mm resp. 3.6mm wordt.


Alexis Cousein (Sixela) (overgenomen van zijn forumpost en licht bewerkt door Brinx, 4 juni 2007)

Het staat iedereen vrij om het artikel aan te passen, mits het sturen van een berichtje (na het wijzigen).