望遠鏡についての疑問

質問

星を見ようとすると、普通は天体望遠鏡をイメージしますよね。

昔、授業で習ったのですが、天体望遠鏡は対物も接眼も凸レンズ、普通の双眼鏡は対物が凸で接眼凹レンズだったと思います。　で、たしか天体望遠鏡は上下逆に見えるとかだったと思います。

ところが、月くらいなら実際には普通の双眼鏡でも結構クレーターなんかも見えます。

という事は、大きいレンズをもった双眼鏡なら、天体望遠鏡のように他の星もきれいに見えるとか、なるでしょうか？　木星の目とか土星の輪とか　・・・

あと、もう一つ質問です。

超高倍率の天体望遠鏡、たとえばハワイにある 「すばる望遠鏡」 なんかで陸上の風景を見た場合、何百キロも離れた所を走る自動車のナンバーとか、道を歩く人の顔とか、ハッキリ見えるのでしょうか？

この場合、空気の汚れとか、地球の丸さとかは無視するとします。

あくまでも理論上で結構です。　全くの素人なので、分かりやすく解説して頂ければ助かります。

回答No.4

mazeran · ベストアンサー

○○鏡の口径（対物レンズや凹面鏡）が大きくなると、明るさが明るくなり像の分解能が上がります。
倍率は焦点距離で決まります。（対物レンズの焦点距離÷接眼レンズの焦点距離）

望遠鏡や双眼鏡は、確かに遠くのものが近くに見えますが、何光年先の星が見えるからと言って何百キロ先のものが見えるかと言うと、そうではありません。
望遠鏡や双眼鏡はあくまで視野角を拡大するだけで、距離を縮めているわけではないのです。
なので具体的な数字はわかりませんが、せいぜい数キロから十数キロ先の車のナンバーや顔がわかる程度ではないかと思います。
始めにも書きましたが、対物レンズや凹面鏡などの口径が大きくなれば、倍率を上げても像は明るくはっきりと見えますので、土星の輪ももちろんきれいに見ることができます。

お礼

有難うございました。
なるほど、天体望遠鏡と言っても、陸上ではせいぜい十数キロ先の車のナンバーが分かる程度なんですね。
この辺は素人には分かり難いです。　肉眼では全く見えないような遠い星の姿がハッキリ見えるのにと思ってしまいます。

回答No.7

equinox2

>もちろん大気の影響は無視した場合ですが。
大気の影響だけでなく、他にもいろんな制約があります。

(1)すばるは10度以下の仰角には向きません。
(2)主焦点のカメラは8000万画素ですが、理論解像度を満足させるには画素数が足りません。
長辺が10000画素だとして、30分角の視野だと１画素が0.2秒角程度になり1桁不足します。
＃現実的な解像度で設計してあるのであたりまえですが・・
(3)明るすぎるので径を絞るかNDフィルタなどで極端に減光する必要があります。

最新の1000万画素を超えるデジタル１眼レフに2000mmの超望遠レンズをつけて撮影すると、30分角（月の大きさ程度）程度が写りますが、大気がある状態で水平もしくは下を撮影したら大した差にならないような・・？
＃比較自体が意味が無い・・・

お礼

有難うございました。
天体望遠鏡で陸上の遠景を見ても、驚くような光景にはならないという事なんでしょうね。

回答No.6

miyabi51

皆さんが答えた後の蛇足です。
対物が凸で接眼凹レンズの双眼鏡はガリレオ式でおもちゃの双眼鏡やオペラグラス等の低倍率の物に使用されていました。視野が狭く現在では殆ど見かけないと思います。
大きいレンズを持った高倍率・高分解能の双眼鏡（望遠鏡）であれば木星の輪など見える筈ですが，現実には倍率・分解能共に足りないと思います。又，支持が困難だと思います。
通常の三脚では僅かの振動で視界から外れてしまいます。又，地球の自転に合わせて角度を移動しなければなりません。天体望遠鏡の赤道義が必要です。
天体望遠鏡で大口径を使うのは光の量をとらえるためと分解能を上げるため倍率を上げます。（天体望遠鏡では特に対物鏡の加工精度が要求されます光の波長1/2～1/8，双眼鏡では倍率に合わせた加工精度です）
大口径・高倍率の望遠鏡を使用しても地球上では空気の密度の変化等で遠くの物を確認する事は出来ないと思います。

蛇足ですが，人間の瞳の大きさ（直径：瞳径）は明るい時1mm位，暗い時は7mm位です。
双眼鏡では対物鏡の大きさと人間の瞳径から適当な倍率が決められます。
口径50mmであれば夜間でも使用できる物は瞳径7mmより7倍程度，昼間明るい所で使用する場合で瞳径1mmより50倍が限界です。
（20～30mm口径で100倍の倍率は実用になりません）

お礼

有難うございました。
天体望遠鏡について勉強させて頂きました。　感謝します。

回答No.5

equinox2

>双眼鏡は対物が凸で接眼凹レンズ
普通の双眼鏡は接眼部も凸レンズでプリズムを使用して像を上下反転させます。

市販の大型双眼鏡は150mm径でも倍率はせいぜい40倍程度です。
倍率が低いため、惑星観察にはあまり向きません。
＃元々、軍用（監視）や船での使用が主目的です
＃価格も数十万から百万以上で良質な望遠鏡より高価です

望遠鏡を２台使用した双眼望遠鏡鏡を自作されている例は結構あり、この場合は、それなりの機器を使用すれば高倍率にできるので惑星の観察にも使えます。（すごく高価ですが・・）

＞超高倍率の天体望遠鏡
すばるは超大口径の望遠鏡ではありますが、超高倍率ではありません

元々、眼視観測はできないので倍率というのは適切ではないですが、主焦点が30分角（0.5度）、カセグレン焦点が6分角（0.1度）程度なので、超高倍率とはいえません。

30分角とは、眼視の場合に換算すると50度のアイピースを使用して100倍で見る程度の範囲です。
＃むしろ主焦点の低倍率が使えるのがすばるの”売り”です。

大口径の真価が発揮されるのは分解能と暗い（遠い）天体の撮影ができることです。

●ここからは現実を無視した数字遊びですが、

すばるの理論分解能は0.02秒角程度らしいです（口径からの単純計算なら0.015秒未満）

0.02秒角の分解能（現実には補償光学を使わないと1桁以上悪い）とは、約15km離れて視力検査の1.0のCマークの向きが判る程度です。
＃実際の視力検査では5m離れて1.5mmの隙間の向きを見る

視力1.0の人の分解能は60秒（1分）角です。

お礼

有難うございました。
すばるは超大口径であって超高倍率ではないというのは、素人には理解が難しいです。
遠い星が見えるというのは倍率とは関係ないんでしょうか。
たとえばハワイ島の山頂にある、すばる望遠鏡を斜め下に向けて隣のオアフ島を見たら、どんな画像が待っているのか興味あるんですが　・・・　もちろん大気の影響は無視した場合ですが。

回答No.3

Tacosan

「双眼望遠鏡」という分野もあったりしますが.... 確認してませんが, 光の損失を抑えるため, 普通は倒立像だと思います.
多分, 現時点で世界最大の双眼望遠鏡は Large Binocular Telescope でしょう. 主鏡 8.408m×2.

お礼

有難うございました。　双眼望遠鏡って実際にあるんですね。　参考になりました。

回答No.2

outerlimit

非現実的な(理想的な状態を）想定をするならば
全て計算で求めればよろしいでしょう

それが　前の回答の　最後の部分です

回答No.1

outerlimit

最初の方
天体観測は双眼鏡でも可能です

月、惑星、彗星　程度はかなり良く見えます

後者の大口径の望遠鏡の場合、大気の影響を強く受けます
地上を見た場合、まともな画像にはなりません（陽炎がかかったようにゆがみ、ぼけます）この影響を無視するわけにはいきません

大口径望遠鏡が、どのような場所に設置されているかをお調べください

なぜ　ハッブル宇宙望遠鏡なのか　聞くばかりではなく、自分で考え、その考えに矛盾は無いか、　一つずつ確認していく考え方は、学問では必須です　
それが行えなければ、単なる暗記だけで終わってしまいます

お礼

早速のお答え、有難うございました。
後者の方なんですが、大気の歪みを考慮して、ハワイ島の高山に設置したりハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げられたのは知っています。
ただ、理論上、超高倍率の天体望遠鏡で陸上の風景を見た場合、どんな映像になるかという好奇心から出た質問です。
質問文の最後の方で空気の汚れとか地球の丸さは無視して下さいと言ったのは、そのためです。