より詳しい、望遠鏡の眼視極限等級予測


望遠鏡の眼視極限等級について

口径60mmの望遠鏡ならば極限等級は10.7等級、口径100mmならば11.8等級、 口径200mmならば13.3等級などと計算され、カタログにも載っている望遠鏡の極限等級 ですが、これは観測場所も良好で視力も良好であるという条件(具体的には、眼の瞳径が7mm まで開く暗い場所で、肉眼(又は眼鏡)で6.0等級まで見える良好な場所と視力)のもとに 計算された値です。

光害地では、眼の瞳径も小さくなりますし、肉眼で見える極限等級も明るくなってきますので、 この条件からずれることになります。

また、従来の計算では、望遠鏡の透過率(反射の場合は反射率)を100%としたり、反射の 場合は中央遮蔽による光量損失をゼロとするような近似で計算されていると思われます。(但し、 この近似による極限等級のずれは、小さいですが・・・)

そこで、実際の場合の、眼の瞳径、肉眼の極限等級、望遠鏡の透過率、中央遮蔽率を入力できる ようにして、これらを考慮した望遠鏡の眼視極限等級を計算するようにしてみました。

(考え方・計算式)
眼の瞳径をDia0(mm)とします。
望遠鏡の有効径をDia1(mm)とすると、望遠鏡と瞳の直径比はDia1 / Dia0 となり、面積比(つまり入射光量比)は (Dia1 / Dia0)^2 となります。 この光量比を等級差に直すと、2.5*LOG((Dia1 / Dia0)^2 ) となるので、 肉眼で見える極限等級をm0とすれば、望遠鏡での極限等級mは、
m = m0 + 2.5*LOG((Dia1 / Dia0)^2 )
となります。(LOGは常用対数)

この式で、Dia0=7mm , m0=6.0 と置けば従来の極限等級が計算できますし、 これらの値を観測場所の条件や観測者の条件にあわせて変更すると、その条件 に対応した極限等級を計算することができます。

厳密には、上記の光量比は望遠鏡の透過率(反射の場合は反射率)tr と、 反射の場合には中央遮蔽による光量損失(中央遮蔽率(直径比)をobsとすると1-obs^2 倍の 光量になる)を考慮する必要があります。これらの影響を加味すると、 光量比は((Dia1 / Dia0)^2 )* tr * (1-obs^2) となるので、望遠鏡での極限等級mは、
m = m0 + 2.5*LOG(((Dia1 / Dia0)^2 )* tr * (1-obs^2) )
となります。(LOGは常用対数)


観測場所における眼の瞳直径(mm) =

観測場所での肉眼(又は眼鏡)での極限等級 =

望遠鏡の有効径(mm) =

望遠鏡の透過率(%) =

望遠鏡の中央遮蔽率(直径比)(%)=


望遠鏡の眼視極限等級 = 等級


(使用法)
(パラメータについての補足)


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