F/D et luminosité en visuel, question basique ?

[starjack 1 715]

Bonjour à tous,

 

Dans un Sky and Telescope d'il y a un an environ, j'ai trouvé ceci, sous la plume de Denis de Cicco dans un test d'un Cassegrain de 10 pouces.

 

 

En français ça donne à peu près :

 

"Il ne devrait plus être nécessaire aujourd'hui de rappeler ceci à nos lecteurs mais cela vaut la peine de répéter que le rapport F/D d'un instrument n'affecte la luminosité d'objets étendus (tout ce qui n'est pas une étoile) que lorsqu'il est utilisé avec un détecteur pour imagerie. Les étoiles présentent la même luminosité visuellement dans tout instrument de 10 pouces, quel que soit son rapport F/D. Et de la même façon, les objets étendus présentent la même luminosité dans tout instrument de 10 pouces quel que soit son rapport F/D à partir du moment où l'on utilise le même grossissement."

 

Autrement dit, en visuel, le rapport F/D ne modifie pas la luminosité de l'objet observé.

 

Cela me paraît très contre-intuitif. Avec mon appareil photo, depuis toujours, quand je diaphragme mon objectif ( avec le précieux bouton qui me met le diaphragme réel ), toute l'image s'assombrit. Et j'aurai juré que c'était pareil avec un instrument.

 

Mais je n'ai jamais eu l'occasion de tester côte-à-côte deux télescopes de même diamètre mais avec des F/D différents.

 

Par ailleurs, Denis de Cicco n'est pas tombé de la dernière pluie d'étoiles filantes, donc il ne doit pas dire des carabistouilles.

 

Qu'en pensez-vous ?

 

Merci !

 

Jacques

 

 

 

 

 

 

Modifié 24 janvier 2021 par starjack

[michelectron 69]

C'est pourtant simple: Passer de f/8 à f/16 sur un appareil photo revient à passer d'un télescope de 10pouces à un 5pouces. L'image s'assombrit parce que l'entée de lumière est réduite.

D'un autre coté, si tu change d'objectif par exemple tu passe de f=50 à f=100 pour une même ouverture le diaphragme sera 2 fois plus grand. Pour un même f/d si f double, d double aussi. Mais en même temps le grandissement a doublé.

[Daniel Bourgues 1 574]

Ça me paraît logique, si on ne tient pas compte de la possible différence de qualité des optiques, et ainsi qu'il l'a précisé "à partir du moment où l'on utilise le même grossissement"...

 

Ce qui signifie qu'à diamètre égal avec un F/D de 5 et un oculaire de 10, pour un grossissement équivalent  dans un F/D 10 il faudra un oculaire de 5... mais là encore, entre les deux oculaires on peut avoir des différences de luminosité... donc je ne vois pas très bien à quoi sert vraiment cette équivalence dans la mesure où elle n'est pas mise en pratique... ou alors juste pour aider au choix d'un instrument selon les cibles envisagées...

Modifié 24 janvier 2021 par Daniel Bourgues

[Bernard Augier 1 254]

Salut Starjack.

L'image produite par ton instrument, en visuel, tu l'observes par l'intermédiaire d'un oculaire qui vas grossir cette image aérienne. Ce qui compte alors c'est ce que l'on appelle la "pupille de sortie". Je te laisse faire quelques recherches à ce sujet 😉

 

 

[olivdeso 1 860]

il y a 39 minutes, starjack a dit :

Qu'en pensez-vous ?

 

oui c'est juste. même diamètre, même pouvoir collecteur de photons. à même grossissement en visuel ou même échantillonnage en.photo tu aura la même chose en photo ou en visuel.

 

Seule précision importante à ajouter : en visuel on ne pourra atteindre la pupille maximum en sortie de 6,5mm environ que avec un F/D relativement court de 6 en gros.

Au delà de 6 on ne peux plus utiliser d'oculaire grand champ pour atteindre les même grossissement faible :

 

à F/d 6 on peut utiliser un 40mm 70 degrés pour atteindre une pupille de 6,7mm

à F/D 8 il faut un 55mm qui n'existe qu'en plossl soit 50 degrés de champ apparent pour atteindre 6,8mm de pupille. C'est la limite des oculaires standard.

 

à F/D 10 il faudrait un 65mm pour atteindre une pupille de 6,5mm. C'est très rare, très cher et le champ apparent est très petit 42 degrés.

Modifié 24 janvier 2021 par olivdeso

[Sébastien Lebouc 1 191]

Jusqu'à présent, je n'ai pas ressenti le besoin de mettre un masque de soudeur derrière l'oculaire de mon instrument à F3 pour observer confortablement...

[olivdeso 1 860]

il y a 20 minutes, michelectron a dit :

C'est pourtant simple: Passer de f/8 à f/16 sur un appareil photo revient à passer d'un télescope de 10pouces à un 5pouces. L'image s'assombrit parce que l'entée de lumière est réduite.

 

Attention, l'entrée n'est pas réduite sur un télescope, il n'y a pas de diaphragme, c'est pas comme en photo classique.

L'entrée reste la même.

Si tu met l'image à la même échelle, donc x2 pour le F/D 8 (i.e. tu examine la même portion de ciel) ça va te donner exactement la même chose, même rapport signal à bruit pour un même diamètre.

 

Modifié 24 janvier 2021 par olivdeso

[BL Lac 817]

Il y a 2 heures, Sébastien Lebouc a dit :

Jusqu'à présent, je n'ai pas ressenti le besoin de mettre un masque de soudeur derrière l'oculaire de mon instrument à F3 pour observer confortablement...

C'est sans doute parce qu'il ne fait pas 76mm de diamètre...

[Toutiet 1 969]

starjack,

 

Tu as raison : quand tu diaphragmes ton objectif d'appareil photo, tu augmentes son rapport F/D (puisque la focale F ne change pas), et l'image perd en luminosité. Ça t'oblige à poser plus longtemps.

 

            Ce principe général est le même avec des objectifs de télescope :

• A F/D égal, ils fourniront des images de même luminosité dans leur plan focal, quel que soit leur diamètre

 

• A diamètre égal, s'ils ont même F/D (Donc même F), ils fourniront encore deux images de même luminosité dans leur plan focal (Normal : les deux télescopes sont identiques !)

• A diamètre égal, mais à F/D différents, on est ramené au premier cas, et ils fourniront des images d'autant moins lumineuses au foyer que leur F/D sera grand, c'est à dire que leur focale F (puisque leur diamètre D est le même) sera plus grande.

 

Ainsi, celui qui a une focale double donne des images 2^2 = 4 x moins lumineuses, MAIS - et c'est là que réside le "truc" - des tailles d'objets deux fois plus grandes (puisque F est double). En revenant à une taille d'objet identique (il faut prendre un oculaire de focale moitié), on divise le grossissement du télescope par 2 (donc même grossissement sur les deux télescopes)) et on multiplie alors par 2^2 = 4 la luminosité du second, ce qui vient contrebalancer la perte de luminosité due à la focale double.

 

Est-ce plus clair...? 

[jm-fluo 4 827]

Je n'ai pas lu ton post, mais je vais te faire une réponse :-)

Cool

[jm-fluo 4 827]

Il y a 5 heures, starjack a dit :

Autrement dit, en visuel, le rapport F/D ne modifie pas la luminosité de l'objet observé.

Ben voilà tu as tout dit ! J'adore :-)-

[jm-fluo 4 827]

il y a 27 minutes, jm-fluo a dit :

Autrement dit, en visuel, le rapport F/D ne modifie pas la luminosité de l'objet observé.

A grossissemente égale , bien entendu  ;-)

[Toutiet 1 969]

starjack, tu dis :

 

1)Et de la même façon, les objets étendus présentent la même luminosité dans tout instrument de 10 pouces quel que soit son rapport F/D à partir du moment où l'on utilise le même grossissement."

 

2)Autrement dit, en visuel, le rapport F/D ne modifie pas la luminosité de l'objet observé.

 

• Oui pour la partie1)

• Pas du tout pour la partie 2) Si tu l'appliques brutalement, sans plus de précision.

 

Le bon énoncé est le 1)

[patry 1 971]

Dit autrement, un 200mm ouvert à 4 et un 200mm ouvert à 8, quand tu les utilise au même grossissement, te montrent strictement la même chose avec la même luminosité. Qu'est-ce qui change ? Une focale double d'un coté, mais un oculaire qui grossis 2 fois moins => même résultat.

Les pinailleurs diront même que le second (à F/D 8) est "PLUS LUMINEUX" car son secondaire sera plus petit (ils ont raison) et donc son rapport F/D réel  sera différent. Donc on ne compare plus les même choses. Il suffit d'imaginer une lunette à F5 et une autre à F10 pour s'en convaincre.

 

Ensuite, un 200/1000 et un 300/1500, avec le même oculaire montreront une image de luminosité assez semblable ... sauf que le Gr ne sera pas le même !

Certains oculaires seront indispensables à un instrument ouvert à 3 ou 4 ... p.exemple un oculaire de focale inférieure à 4mm pour pousser un peu la résolution (note qu'on ne parle pas du diamètre). A l'inverse, un instrument ouvert à 8 ou 10 pourra demander un truc de longue focale, avec du champ, oculaire qui sera inexploité sur le premier instrument et vice versa.

 

Tout cela pour dire que le rapport F/D on s'en fout un peu en visuel car tu adapte tes oculaires. En photo c'est moins facile, surtout pour réduire la focale.

 

Marc

[lyl 4 483]

il y a une heure, patry a dit :

Tout cela pour dire que le rapport F/D on s'en fout un peu en visuel car tu adapte tes oculaires

et leur prix aussi, mais brisons là pare que ça va devenir polémique à n'en plus finir

[Toutiet 1 969]

Ce n'est pas faux...

[PerrouriefhCedric 4 121]

A diamètre et oculaire identiques, un télescope de rapport f/D supérieur donnera bel et bien une image plus sombre, car plus grossie. La pupille de sortie (diamètre du primaire/grossissement) sera donc plus petite et l'image moins lumineuse. (Par contre, le fond de ciel aussi sera moins lumineux, ce qui peut être une bonne chose).

 

A diamètre et grossissement égal, cette fois (pas oculaire), le rapport f/D n'a plus d'influence sur la luminosité car le grossissement est le même et la pupille aussi.

 

Il y a 4 heures, patry a dit :

Les pinailleurs diront même que le second (à F/D 8) est "PLUS LUMINEUX" car son secondaire sera plus petit (ils ont raison) et donc son rapport F/D réel  sera différent.

 

Tu as peut-être raison, mais il me semblait que dans ce cas, c'était le contraste qui était affecté et non la luminosité (image plus contrastée dans un f/D plus grand). Mais je peux me tromper...

 

 

 

Modifié 25 janvier 2021 par PerrouriefhCedric

[Sébastien Lebouc 1 191]

Sans parler qu'à F/D plus élevé, on peut utiliser des oculaires plus simples, avec moins de lentilles, donc avec plus de transmission...

[patry 1 971]

Il y a 18 heures, PerrouriefhCedric a dit :

Tu as peut-être raison, mais il me semblait que dans ce cas, c'était le contraste qui était affecté et non la luminosité (image plus contrastée dans un f/D plus grand). Mais je peux me tromper...

 

En luminosité oui (c'est évident il y a moins d'obstruction) mais également en contraste et ça c'est important en visuel.

[zeubeu 865]

il y a une heure, patry a dit :

En luminosité oui (c'est évident il y a moins d'obstruction) mais également en contraste et ça c'est important en visuel.

 

c'est pour ça qu'une petite APO est meilleure qu'un gros télescope...

Je sors vite... :-)

[patry 1 971]

Oui très vite, sinon ca va partir en sucette (ou en chips selon les gouts).

Si en plus on ajoute l'élément prix, ca va encore plus deriver et on va se marrer

!

 

Marc

 

[maire 251]

Le F/D, d'un point de vue d'un constructeur de dobson n'est pas anecdotique.... cela permet de réaliser des instruments de grand diamètre plus court, plus trapus, mieux équilibrés mécaniquement, accessible sans échelle même si la tolérance à la collimation est plus faible... donc de fait cela nous contraint à ne pas lésiner sur la qualité de construction... Quand au gain de contraste dû à l'obstruction plus faible pour un F/D long en visuel... euh, la qualité du miroir primaire, son état de surface, la qualité du barillet sont plutôt ce qu'il faut considérer en premier...  Si vous mettez l’œil à l'oculaire d'un très bon grand diamètre à F/D court je vous au défi de détecter un défaut de contraste du à l'obstruction due à la taille plus imposante du secondaire... Sinon effectivement le reste on s'en fout hormis pour l'imagerie.

[starjack 1 715]

Un grand merci à tous pour m’avoir éclairé de vos lumières pour me permettre d’y voir clair sur ma question basique !

 

Mon intuition s’était à tort construite sur des décennies d’usage d’un appareil photo (mon premier était le Canon FTb QL si ça dit quelque chose à quelqu’un), pour lequel passer de F/4 à F/8 entraine un assombrissement, mais en fermant le diaphragme tout en gardant la même focale, donc le cas inverse de ma question.

 

Voici où j’en suis en synthèse (et je vais redire des choses basiques…).

 

Un 300 / 1200 reçoit évidemment autant de lumière en entrée qu’un 300 / 1500.

 

En visuel ;

-        pour un même grossissement, par exemple environ 48 avec un oculaire de 25mm pour le 1200 et un oculaire de 31mm pour le 1500, la luminosité à l’œil sera la même (au chouia près), la pupille de sortie sera la même, bien sûr, à 300/48 soit presque 6,25 (vive la jeunesse !)

-        et bien sûr pour un même oculaire le grossissement avec le 1500 sera plus important et la luminosité moindre

-        tout ça parce que l’énergie lumineuse s’étale sur une plus grande ou plus petite surface (oui mais une étoile reste ponctuelle quel que soit le grossissement, alors ?) ?

 

En photo ;

-        le capteur est placé au foyer (ou au foyer + barlow)

-        avec une longue focale, l’échantillonnage sera plus petit, une moindre portion du « ciel observé » tombera sur chaque photosite, donc moins d’énergie lumineuse donc plus sombre

-        et inversement, courte focale dit échantillonnage plus élevé, chaque photosite concentre plus de photons, donc image plus lumineuse.

 

En terme de tous les jours tout cela est dit, mais y-a-il des erreurs fondamentales ?

 

Après, il y a sans doute des simplifications cette synthèse.

 

Et je laisse de côté les conséquences annexes des grandes et petits focales : coma, précision de la collimation, plage de mise au point, aberrations diverses…

 

Encore merci à tous d’avoir pris le temps !

 

Jacques