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)
反射望遠鏡の場合はもっと透過率(反射率)が落ちます。反射面がアルミで、主鏡・副鏡(斜鏡)と2回の反射があると、それだけで84%の透過率(反射率)になります。それに、 補正板や接眼レンズも加え、例えばレンズ類が5枚(5群)程度あるとすると、総合で80%ほどの透過率になります。