Pupilla di Uscita

PUPILLA DI USCITA

La Pupilla di Uscita (PU) è un altro fattore molto importante se non determinante, per tutti gli astrofili che sono in procinto di acquistare degli oculari.

La PU altro non è, detta in parole povere ma veritiere, il fascio di luce che esce dall’oculare di ogni telescopio, essa determina, quanta luce raccolta dallo strumento riesce effettivamente ad entrare nell'occhio dell'osservatore, soprattutto in base alla capacità della pupilla stessa di dilatarsi.

La relazione che descrive il calcolo della PU è: PU = D/I dove D sta per diametro del telescopio e I sta per gli Ingrandimenti.

Portiamo degli esempi semplici e pratici:

un telescopio di 100mm di apertura (D) con 25x (I) darà una PU di 4mm dato che (100/25=4mm)

oppure:

un 250mm con 140x darà una PU di 1.8 circa

un 80mm con 90x darà una PU di 0.9 circa

E’ oltremodo importante sapere che Il nostro occhio ha una pupilla del diametro massimo di 6-8 mm, quando adattata al buio. Se dall'oculare del telescopio esce un fascio dal diametro maggiore, non tutta la luce raggiungerà il nostro occhio e , di fatto, si ha una perdita di luminosità; è come se si osservasse con un telescopio di diametro minore.

Inoltre, si definisce ingrandimento minimo quello per il quale la pupilla d'uscita ha un diametro di circa 7mm; esso si ottiene dalla semplice formula:

I min = D/7.

Generalmente, per soggetti adulti e/o non troppo adattati al buio la formula può essere arrotondata a

I min=D/5.

Esempio:

Uno strumento da 200mm di diametro può essere utilizzato all'ingrandimento minimo di 200/5=40X.

E' possibile usare un ingrandimento più modesto, ma non tutto il fascio in uscita dall'oculare verrà intercettato e si avrà una perdita di luminosità.

Il dato relativo alla pupilla d'uscita è rilevante nelle osservazioni del profondo cielo; sarebbe meglio non superare i 5mm, perché oltre una certa età l'occhio perde la capacità di avere una pupilla dilatata a 7mm (limite fisiologico in un individuo sano e giovane).

Ho un dubbio e cerco di spiegarmi con un esempio: se ho 2 oculari, uno che ha una pupilla di uscita di 1,5mm e uno di 1mm, nella visione di galassie, nebulose, ammassi il primo permette di osservare più dettagli?

credo che la tua domanda non è posta correttamente.
la P.U. non è un fattore che ci dice quanti e quali dettagli si riesce a separare, ma è solo un fattore che ci dice quanta di quella luce raccolta dal nostro strumento raggiunge effettivamente il nostro occhio. l'osservare dettagli è dato dal potere risolutivo che dipende direttamente dal diametro (e da uno strumento in ottime condizioni di collimazione) mentre per la magnitudine di un'oggetto che vorremmo osservare c'è da fare i conti sia con la Luminosità Superficiale dello stesso (importantissimo per galassie e nebulose planetarie!) che con il fattore di brillanza del cielo per la magnitudine limite del nostro strumento.
lavorare con una pupilla bassa, ad esempio 1mm, comporta avere una pupilla di un "geco" in una notte d'estate dato il fascio ridotto di luce.
l'ottimale, sarebbe osservare con una P.U. che soddisfa in pieno la dilatazione della nostra pupilla perfettamente ambientata al buio, e cioè generalmente 4-5mm, senza togliere che la stragrande maggioranza degli astrofili (compreso me!) si ritrovano ad osservare con una P.U. compresa tra 1.5-3mm!

Perdona la mia ottusaggine, ma vorrei capire meglio quali sono gli svantaggi di una pupilla d'uscita molto piccola

beh, prima di tutto far lavorare il nostro occhio con una pupilla diciamo di 1mm (ad esempio) fa si che il nostro occhio si affatichi molto dato che naturalmente non siamo abituati ad osservare quotidianamente con questa dilatazione.
immaginiamo che tu stessi osservando in un telescopio con un'oculare che ti rilascia proprio 1mm di P.U., come vedresti l'immagine?
vedresti un'immagine con un fondo cielo molto scuro che, se tu osservassi ad esempio oggetti molto effimeri (come oggetti con bassa L.S. o nebulose diffuse) faresti una gran fatica a risolvere dettagli, proprio per via del piccolo cono di luce in uscita (1mm) che giunge al tuo occhio! ;)

ma la pupilla d'uscita ottimale non dipende dall'oggetto osservato?

cioè ho letto 2mm per oggetti deep sky ma per i pianeti? chi ha per esempio un 100mm e osserva a 150 ha una PU di 0,6. è troppo poco? intanto è sotto agli ingrandimenti massimi del tele in questione

Una pupilla d'uscita troppo piccola, non è quella che ti fa vedere i "protozoi" nell'oculare? :hm:

@Angeloma: si, con una PU "troppo" piccola (varia da individuo a individuo) vedi le "mosche", alias le miodesopsie.

Per misurare la dilatazione della propria pupilla, ho trovato come costruirsi un utile strumento qui:
http://www.grattavetro.it/la-pupilla...la-sua-misura/
Non avendo di meglio da fare, in queste serate nuvolose vi potete divertire a misurare la vostra pupilla;)

Aggiungo anche un'altra utile formula per calcolare la PU:

pu = F / f

dove F = focale oculare e f = rapporto focale del telescopio.

Ad esempio:
un oculare con F = 20mm, su un telescopio f=5, fornisce una PU=20/5= 4mm
lo stesso oculare, su un f/10, fornisce una PU=2mm

Citazione:

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Originariamente Scritto da Gitt

Per misurare la dilatazione della propria pupilla, ho trovato come costruirsi un utile strumento qui:
http://www.grattavetro.it/la-pupilla...la-sua-misura/

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Avevo visto in rete metodi poco pratici e molto approssimativi; questo mi sembra veramente utile e ben fatto (oltretutto è molto interessante il sito dal quale lo hai preso).
Grazie @Gitt

Di nulla, @Fazio, è un piacere condividere ;)
Me lo sono già stampato, penso di incollarlo su un supporto rigido (cartoncino o plastica, vedo cosa recupero), poi penso di forarlo con una punta da 10mm.
La cosa che non capisco bene è:
"tenere questo regolo contro una guancia"
come lo intendete?
Se lo tengo appoggiato alla guancia, come faccio a vedere i fori?
Mah, farò delle prove stasera, poi vi dico.

Domanda.

Per molti oggetti deep vedo che una PU di 2.5mm va bene, anche se il cielo non è super-nero come piacerebbe a me (è un blu scuro). La ottengo con un oculare da 25mm.
Tuttavia se metto un oculare da 10mm (1000fl, 100mm OTA), ottengo 1mm di pupilla d'uscita che è troppo buio per moltissimi oggetti.

C'è una pupilla di uscita ottimale per gli oggetti DSO? Per esempio una PU di 2mm come si comporta?

Credo dipenda anche dal tipo di DSO osservato: ammassi globulari e nebulose planetarie, PU 1mm, galassie PU 1,6mm, nebulose diffuse >2mm. Ma è sicuramente molto individuale.

Citazione:

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Credo dipenda anche dal tipo di DSO osservato: ammassi globulari e nebulose planetarie, PU 1mm, galassie PU 1,6mm, nebulose diffuse >2mm. Ma è sicuramente molto individuale.

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Una conseguenza di questo è che tutto sommato basta uno strumento che permetta 0.6" - 0.7" di campo reale con una PU da 2 - 2,2mm.
A parte i grandi campi ovviamente dove un rifrattore aperto ed economico da rich field va più che bene.

Se non ho capito male, ed e' possibile, per cose gia' lette qui, un uomo della mia eta' difficilmente puo' aspirare a sfruttare pupille di uscita superiori a 5 mm. Ne consegue che tutto quanto supera questo limite, e' luce persa. Ovvio che, ingrandimenti spinti, impediscono di raggiungere questa PU ottimale, forse da qui una mia predilezione per ingrandimenti non troppo alti. Personalmente, mi sembra di aver capito che questo parametro sia molto importante nella qualita' dell'osservazione, forse molto piu' dell'avere un oculare con campo apparente molto elevato. Non ho certezze in merito, ci mancherebbe, pero' ho notato che gli oculari che lavorano con PU tra 4 scarso e 5, sono quelli che mi danno maggior soddisfazione, come contrasto, come fondo cielo, come luminosita' della visione. Quando uso oculari corti, per avere ingrandimenti importanti, di certo l'osservazione diventa per me molto difficoltosa, sara' che sono astigmatico o che mi manca la dovuta esperienza, pero' li reggo davvero per poco tempo. Esiste una PU piu' adatta per i DSO? Nel mio caso e' senz'altro vicina a numeri di cui sopra, ovvio che non e' raggiungibile, almeno con il mio strumento, su planetarie che richiedono forti ingrandimenti. Chiedo lumi sulla validita' di questo mio ragionamento, figlio solo della mia esperienza, poca naturalmente.

Credo he fai un po di confusione @Marcos64.
Ingrandimenti piu spinti,quindi maggiori,ti danno una PU di uscita minore.
Ti faccio un esempio per il tuo Dobson:
mettiamo che ,usi 100x quindi 250(diametro telescopio) / 100 =2,5 quindi va bene,il raggio luminoso che esce dall'oculare é piu Piccolo della tua pupilla.

Mettiamo che usi 20x quindi 250/20=12,5 quindi questi ingrandimenti sonodavvero spropositi perche tu possa percepire tutta la luce che esce dall'oculare perche piu grande della pupilla.;)

Senti, sto veleggiando verso i sassanta, sono astigmatico.
Non ho difficoltà alcuna ad osservare con una PU fino a 0,5mm (600×) e perfettamente a mio agio se di un millimetro (300x) con il Dobson 12".

Come vedi, non siamo tutti uguali e ognuno deve trovare la combinazione più adatta.

Non penso, infatti quel che noto e' proprio che PU inferiori, diciamo a 3,5, mi creano difficolta' di visione. Ripeto, e' una mia personale impressione.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Angeloma

Senti, sto veleggiando verso i sassanta, sono astigmatico.
Non ho difficoltà alcuna ad osservare con una PU fino a 0,5mm (600×) e perfettamente a mio agio se di un millimetro (300x) con il Dobson 12".

Come vedi, non siamo tutti uguali e ognuno deve trovare la combinazione più adatta.

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Perdona la battuta ma, tu, non fai testo! :) A parte lo scherzo, penso che sia una questione di esperienza, magari con il tempo mi abituero' a PU molto piu' ridotte.

In generale per esempio le planetarie,con il tuo strumento 150/200 e anche piu ingrandimenti dovrebbero andare benissimo.
In Cosa sta la difficolta,spiegati meglio,magari possiamo arrivare allasoluzione.In generalecon piu ingrandimenti é normale che il fondo cielo diventi piu scuro.

io osservo a 150x con una pu di 0,5 :biggrin:

diciamo che non è comodissimo ma si fa

certo credo che una pu di 1 per i pianeti sarebbe comoda e meno stancante

Citazione:

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Originariamente Scritto da Salvatore

In generale per esempio le planetarie,con il tuo strumento 150/200 e anche piu ingrandimenti dovrebbero andare benissimo.
In Cosa sta la difficolta,spiegati meglio,magari possiamo arrivare allasoluzione.In generalecon piu ingrandimenti é normale che il fondo cielo diventi piu scuro.

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A parte l'errore nei conti, ci casco sempre, ripeto il ragionamento con un esempio:
Parlando del Dobson 250/1200

con oculare 10 pari a 120x PU 2,0 visione rilassante e piacevole
con oculare 7 pari a 171x PU 1,4 visione gia' difficoltosa, mi stanco presto.
con oculare. 3,2 pari a 375x PU 0,6 non e' che vedo male, e' che bastano pochi minuti e devo togliere l'occhio dall'oculare perche' mi si impasta tutto e faccio davvero fatica

Non so se questa mia difficolta' ha a che fare con la PU, magari il problema e' altrove, pero' ho capito che oltre un certo ingrandimento, osservare diventa una fatica. Non sono ingrandimenti cosi' fuori dalla logica, per un 250, eppure piu' di tanto non sopporto. Anche con il C8 avevo problemi analoghi.

Dopo pochi minuti ti affatichi? E quanto tempo vorresti starci, con l'occhio incollato all'oculare? :colbert:

Beh, non ho mai misurato, pero' su M11 che adoro, ci sto anche un quarto d'ora con l'occhio appiccicato all'oculare, e mi faccio i miei film, esagero?

Penso che sia così. C'è anche chi resiste poche decine di secondi prima di doversi riposare. Postura, occhio, cervello... ognuno ci mette del suo.

Potrebbe essere un problema di seeing,se c è turbolenza piu si ingrandisce e peggiore sara la pulizia dell immaggine.A sto punto penso a questo,o nella peggiore delle ipotesi una scollimazione.
Comunque anch io su certi soggetti mi ci faccio i film,a volte faccio delle pause a meta.Se osservo i pianeti,si parla di ore.

la P.U. è un valore fondamentale nell'osservazione astronomica perché è un fattore di "luminosità" (quanto non mi piace questa parola... non si sa mai a quale luminosità si fa riferimento!!) che è sempre strettamente legata al diametro di apertura del nostro strumento, può sembrare una banalità ma non lo è perché più diametro significa più potere risolvente ed una migliore gestibilità della P.U. che ne deriva e quindi a conti fatti anche dalla "comodità" o "rilassatezza" dell'osservazione stessa.

come si è detto non può esistere una regola che indicizzi le osservazioni, dipende da molteplici fattori e non solo atmosferici ma veri e propri personali, come l'uso che se ne è fatto dei propri occhi nella vita (mio padre autista di TIR a 68 anni ha una vista distrutta ad esempio), i gusti personali, problemi alla vista più o meno importanti e così via.

se vogliamo generalizzare (e non si dovrebbe mai generalizzare) possiamo dire che con sufficiente ragionevolezza che una P.U. compresa tra 1.6 e 2.2 è consigliabile per gli oggetti del profondo cielo diffusi, una P.U. minore (0.7 - 1.2mm) sono usabili sul planetario senza subire una grossa stanchezza perché sostanzialmente abbassare la P.U. (e quindi alzando gli ingrandimenti) si aumenta anche il contrasto di soglia.

è fondamentale ricordare che questo è l'unico valore che possiamo variare a piacimento mentre la Luminosità Superficiale di un oggetto rimane quella al variare del diametro di apertura.

c'è da mettere in conto anche un'altro parametro fondamentale..... l'adattamento al buio....far lavorare la nostra pupilla a 0.6 o 0.8mm significa avere una pupilla altamente dilatata capace di captare anche il singolo e difficile fotone che ci arriva.

oggi, quasi tutti, me compreso, con il fatto di scrivere report e prendere appunti, anche la minima lucina (tassativamente rossa) fa perdere millimetri preziosi alla nostra pupilla rendendola meno "aggressiva" al buio, e forse, e dico forse, al netto di problemi di vista individuali, è proprio questo che a taluni rende difficile osservare a P.U. particolarmente basse.

Vorrei chiedere il vostro parere su questo argomento, che trovo estremamente interessante.

Supponiamo di avere due strumenti:
Un 8" 200/1200 f/6
Un 12" 300/1500 f/5

Supponiamo che siano uguali per qualità, percentuale di ostruzione, ecc.

Con f/6 PU=2 significa 100x
Con f/5 PU=2 significa 150x

Supponiamo di avere due oculari identici in tutto, tranne la focale, uno con F=12mm e l'altro con F=10mm e C.A.=60°

Mettiamo il 12mm sull' f/6 e il 10mm sull' f/5 e otteniamo le PU=2mm di cui sopra.
Avremo anche come campi apparenti:
f/6 + 12mm/60° => C.A. 36'
f/5 + 10mm/60° => C.A. 24'

Supponiamo che con questi due treni ottici, guardiamo lo stesso DSO, e per un momento lasciamo da parte gli effetti del seeing, della temperatura ecc.

Come vedrò l'oggetto nei due strumenti?
Più grande e più luminoso nel 12"?
Più grande nel 12", ma stessa luminosità?
Grande uguale, luminoso uguale, ma più contrastato nel 12"?

Sottolineo che la mia domanda è meramente fatta su un aspetto teorico.

Sono ben conscio che tutti gli aspetti che ho semplificato, nella realtà cambieranno pesantemente il risultato, portando a quella soggettività dell'osservazione che riscontriamo ogni volta che confrontiamo le nostre impressioni osservative.

Citazione:

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Originariamente Scritto da etruscastro

…….se vogliamo generalizzare (e non si dovrebbe mai generalizzare) possiamo dire che con sufficiente ragionevolezza che una P.U. compresa tra 1.6 e 2.2 è consigliabile per gli oggetti del profondo cielo diffusi, una P.U. minore (0.7 - 1.2mm) sono usabili sul planetario senza subire una grossa stanchezza perché sostanzialmente abbassare la P.U. (e quindi alzando gli ingrandimenti) si aumenta anche il [U]contrasto di soglia....

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Ma allora prendere oculari (come ho fatto io con un 35 mm da 2") che hanno una PU di 4 mm non ha alcuna utilità ma è addirittura sconsigliato?

Citazione:

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Originariamente Scritto da etruscastro

c'è da mettere in conto anche un'altro parametro fondamentale..... l'adattamento al buio....far lavorare la nostra pupilla a 0.6 o 0.8mm significa avere una pupilla altamente dilatata capace di captare anche il singolo e difficile fotone che ci arriva.

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Questo passaggio non lo capisco: la nostra pupilla dopo un congruo adattamento al buio non dovrebbe dilatarsi sino a 4-5 mm (ovviamente molto età-dipendente)?

Citazione:

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Originariamente Scritto da Fazio

Ma allora prendere oculari (come ho fatto io con un 35 mm da 2") che hanno una PU di 4 mm non ha alcuna utilità ma è addirittura sconsigliato?

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assolutamente no, primo perché non superi la soglia delle P.U. massima (ipotizziamo tu abbia 5mm) e poi perché 1000/35=28.5x quindi con questi ingrandimenti NON fai deep sky, ma bastano per fare osservazioni a grandi campi (ammassi aperti ad esempio) che hanno una buona Magnitudine Integrata e dove puoi non abbassare il contrasto di soglia.
al netto del diametro (nel tuo caso 100mm) e con il 35mm di oculare, se tu puntassi M81/82 (tanto per rimanere su due oggetti "semplici") li vedrai su un fondo cielo "chiaro" (4mm di P.U.), ma se tu le osservassi a 100x (P.U. 1mm) avrai più contrasto sul fondo cielo (lasciando invariata la L.S.) avendo la possibilità di poter osservare più dettagli..

Citazione:

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Questo passaggio non lo capisco: la nostra pupilla dopo un congruo adattamento al buio non dovrebbe dilatarsi sino a 4-5 mm (ovviamente molto età-dipendente)?

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la pupilla lavora come il diametro di un telescopio, più è dilatata e più luce raccoglie, se tu osservi a 5mm di dilatazione sarà per te molto più semplice osservare un oggetto ad una P.U. di 0.8 (esempio).

@Gitt non ne ho la competenza ma mi verrebbe da dire:piu grande anche se poco,piu contrastato e piu luminoso.
Sono curioso anch io.

@Gitt
Mi vien da dire:
- più grande e luminoso nel 12".
- più contrastato nell'8".

Poi, siccome un 8" f6 e un 12" f5 accanto li posso avere, li oculari li ho, vuol dire che proverò.

Vi ringrazio per le vostre risposte.

Volevo sottolineare che, come ha ripetuto più volte @etruscastro, la luminosità intrinseca dell'oggetto non cambia.
Quindi non cambia la luminosità intrinseca dell'oggetto, nè quella del cielo: pertanto il contrasto, dato dal rapporto tra le due luminosità, non cambia nemmeno lui.;)

Quello che cambia è la luminosità percepita, vale a dire il risultato della combinazione strumento-oculare-occhio-cervello.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Gitt

Vorrei chiedere il vostro parere su questo argomento, che trovo estremamente interessante.

Supponiamo di avere due strumenti:
Un 8" 200/1200 f/6
Un 12" 300/1500 f/5......

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Dai @Gitt questo è facile
ne propongo invece uno più 'difficile' :angel:


Ciao a tutti dunque
supponiamo di avere due strumenti (rifrattori):
un 4" D100/1500mm f/15
un 4" D100/500mm f/5

e due oculari identici in tutto tranne la focale x ottenere pari ingrandimenti quindi:
f/15 + oculare15m abbiamo 100x e quindi una PU (D100/100x)* uguale a 1mm
f/5 + oculare 5mm abbiamo 100x e quindi una PU (D100/100x)* uguale a 1mm

(*oppure come suggerisce @Gitt il calcolo della PU si può fare anche con
PU= FocaleOculare/rapportoFocaleStrumento
quindi oculare15mm/rapp15=1mm e oculare5mm/rapp5=1mm, il risulato è identico.)

Ricapitolo brevemente:
quiandi due strumenti differenti per rapporto focale lungo (f/15) e l'altro che è corto (f/5)
Ma con pari 'diametro' e pari 'ingrandimenti'
Bene ora guardiamo lo stesso ogg/DSO. ovviamente con lo stesso seeing etc.

Domanda:
Come vedrò l'oggetto nei due strumenti? (solo visuale! niente foto!)
cioè a livello di 'Luminosità' -o come piace dire a @Gitt- a livello di 'Luminosità-percepita'

l'immagine sarà più 'Luminosa'
nello strumento a f/15
o
nello strumento a f/5 ?
A voi tutti le risposte e/o pareri su questo 'quesito'
sul delicato argomento della 'Luminosità' così dannatamente vitale per tutti noi. graziemille.

ciao
DEBY
:whistling:

Poi fai la media fra le risposte di tutti forum?

CARO @Huniseth

COME DA REGOLAMENTO SEI PALESEMENTE OT
E STAI INQUINANDO GRATUITAMENTE ANCHE QUESTO TOPIC CON INTENTI MI PARE POLEMICI E PROVOCATORI,
QUINDI OCCHIO CHE TI SEGNALO IMMEDIATAMENTE AI MOD ED AGLI ADMN!

Buoni.... in definitiva è solo un po di sana ironia....dai...non è il caso.

Invito TUTTI a mantenere la calma e a comportarsi civilmente.
@Huniseth, lascia perdere che non ha senso....:whistling:
@deborah, capisco che Huni a volte farebbe scappare la pazienza ad un santo, ma qualche punzecchiata non ha mai ucciso nessuno. Anche continuare a segnalarlo non ha senso....:hm:

A tutt'e due: non mi fate saltare la mosca al naso.... :mad:

Non era certamente il suo intento, però Huniseth ha detto una cosa giusta e il comportamento di Deborah è sostanzialmente corretto per raggiungere lo scopo.

Per avere una risposta tendenzialmente corretta, è necessario fare la media di tutte le risposte ottenute e più ne abbiamo, più la risposta è precisa. È provato scientificamente o, se si preferisce, statisticamente.

Citazione:

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Originariamente Scritto da deborah

Ciao a tutti dunque
supponiamo di avere due strumenti (rifrattori):
un 4" D100/1500mm f/15
un 4" D100/500mm f/5


Domanda:

l'immagine sarà più 'Luminosa'
nello strumento a f/15
o
nello strumento a f/5 ?

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Se ipotizziamo di avere a che fare con strumenti ideali, quindi prescindendo dalla qualità, l'unica differenza può venire dalla comodità di un oculare da 15mm rispetto a quella di uno da 5mm.

Se invece parliamo di strumenti reali, bisogna specificare il grado di dispersione: un 4" acromatico f/5 già a 100x presenta un cromatismo evidente, mentre un f/15 ne è virtualmente privo.

Per quanto riguarda la mia domanda, non la considero così scontata come tu ritieni.
Non ho una risposta alla mia domanda, nè mi convincono quelle ricevute. ;)

Citazione:

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Originariamente Scritto da deborah

l'immagine sarà più 'Luminosa'
nello strumento a f/15
o
nello strumento a f/5 ?

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Credo che questo post risponda in modo piuttosto esauriente ;)