Насколько сильно понижение температуры влияет на фокусировку?

Насколько я читал, количество материалов в «портативном» объективе расширяется / сжимается, например, на 15C настолько минимально, что об этом не стоит думать.

Однако это действительно становится проблемой на больших телескопах, как преломляющих, так и отражающих (тем более).

Почему?

В качестве (грубого) примера давайте представим большой телескоп-рефлектор с длиной тела 3 м, изготовленный из трубчатого алюминия. Чистый чистый алюминий имеет скорость линейного теплового расширения 0,0000222 м/м/К, что означает, что он становится длиннее/укорачивается на 0,0222 мм на градус Кельвина (или C) на метр своей длины.

Следовательно, телескоп укорачивается на 0,0222 мм × 3 м × 15°C = 0,999 мм при понижении температуры на 15°C. Это в сочетании с увеличением вторичного зеркала приводит к резкому смещению фокуса.

Я думаю, что вы можете провести эксперимент самостоятельно. Я бы сделал несколько снимков (с камерой, настройками, фокусом и светом, заблокированными до тех же значений) и с разными температурами стандарта наклонного края, и измерил MTF с помощью плагина ImageJ и MTF или с помощью Imatest . Затем вы можете построить график MTF с разными температурами и посмотреть результат.

Я думаю, что разные коэффициенты расширения не единственные причины этого изменения, материалы имеют разный показатель преломления при разной температуре, и я думаю, вы должны принять во внимание, что если ваш объектив станет очень холодным, в оптике может образоваться конденсат, потому что внутри вашей камеры теплее, чем на улице.

Фокусное расстояние увеличивается примерно на 0,7 промилле в диапазоне температур от -10 до 20С, а положение фокуса день/ночь/температура в Хаббле тщательно моделируется (и это не простые отношения "фокус vs Темп") и находится в диапазоне 5- 7 мкм. Но все же отклонения этих моделей довольно велики. Одно дело — температура, другое — изменения температуры и распространение этого изменения на компоненты с течением времени, а затем длительное воздействие этих температур.

проверить это и это и это

Каждая конструкция линз по-разному реагирует на изменения температуры. Обычно я проверяю фокус несколько раз во время сеанса астрофотографии, чтобы убедиться, что я случайно не изменил фокус, а также по какой-либо другой причине.

Отметка на ленте подводит вас достаточно близко, чтобы начать процесс. При фокусировке на тусклых точечных источниках света, таких как звезды, ничего не отображается в видоискателе или даже в режиме Live View до тех пор, пока фокусировка почти не будет достигнута, потому что незначительное количество света рассеивается слишком далеко, чтобы его можно было обнаружить, когда объектив слишком далеко от объектива. фокус. Пока вы не приблизитесь к фокусу на бесконечность, вы можете панорамировать все ночное небо и не видеть ничего, на чем можно было бы сфокусироваться (если не видна луна). Как только вы приблизитесь, как если бы вы были должным образом сфокусированы до изменения температуры, относительно легко включить LV, увеличить среднюю звезду, проверить фокусировку и при необходимости немного подкорректировать. Многое зависит от того, насколько в центре внимания должны быть ваши звезды. Иногда немного не в фокусе выглядит более реалистично, так как более яркие звезды кажутся нашим глазам больше.

Физические величины сжатия/расширения линзы из-за изменений температуры в пределах диапазона вашего вопроса очень малы. Но эффект от этих сумм может быть значительным. Если монтажный фланец камеры отклоняется хотя бы на 50 мкм (50 микрон или 0,05 мм) от одной стороны к другой, это сделает камеру непригодной для любого типа критической работы с фокусировкой при больших значениях диафрагмы. И эффекты можно увидеть с погрешностью всего 20 мкм. Астрофотография, где у вас есть очень маленькие точечные источники света по всему полю зрения, часто является наиболее важной работой, которую когда-либо делали многие фотографы.