Rapporto Focale Di Un Telescopio

[etruscastro]

Questo thread nasce senza una causa specifica ma vuole solo essere un ulteriore approfondimento generale sulla conoscenza del nostro strumento e sui parametri basilari che dovremmo sapere per utilizzare e sfruttare al meglio il nostro telescopio, conoscenze che, in forma elementare e con il solo scopo di “infarinatura generale” abbiamo già iniziato a trattare nel VADEMECUM PER GLI ASTROFILI all’interno dello stesso forum.

Troppo spesso l’appassionato astrofilo neofita si fa trarre in inganno dal RAPPORTO FOCALE di un telescopio e dalla sua funzione di “luminosità” che esso comporta, e questa discussione nasce proprio per loro sperando di essere il più semplice possibile cercando di portare uno spiraglio di chiarezza su un problema che in un certo senso non esiste se non per un uso specifico che se ne vuole fare dello strumento, ad esempio in campo astrofotografico.

Iniziamo con il parlare di cosa è il rapporto focale (f/):

il rapporto focale di uno strumento è il rapporto che lega la focale di uno strumento, quindi il percorso che il fascio di luce in entrata deve percorrere per arrivare sul piano focale e il diametro di apertura di un telescopio….

Portiamo alcuni semplici esempi di alcuni telescopi tra i più venduti attualmente:

un telescopio newtoniano di 200mm di apertura e una lunghezza focale di 1000mm avrà una f/ (rapporto focale) di 5 (1000/200 = 5)

mentre un catadiottrico sempre da 200mm di apertura ma una lunghezza focale di 2032mm avrà un f/10 (2000/200 =10)

Quindi, per ricapitolare, il calcolo per ricavare il rapporto focale di un telescopio è data dalla funzione
f = F/D
Dove f sta per rapporto focale – F sarà la lunghezza focale dello strumento – e D è il diametro di apertura dello stesso.

Ma in termini pratici cosa ci dice questo parametro?

Credo sia bene dividere fin da subito la discussione tra l’uso che se ne fa del telescopio a livello visuale e l’uso che se ne fa in ambito fotografico.
Diciamo subito che la luminosità di uno strumento o meglio, il potere di catturare più luce e quindi di far osservare oggetti deep sky deboli lo farà SOLO E SOLTANO il diametro di apertura e NON la focale dello strumento (e di conseguenza il f/), ciò che varia nella focale sarà il piano focale dove convergerà l’immagine catturata dall’obiettivo del telescopio e farà si che si osserveranno oggetti “spalmati” in un Campo Reale (C.R.) maggiore, in una focale bassa (tipo f/5) o in C.R. minore ma con ingrandimenti superiori in focale alta (tipo f/10 o maggiori).

in ambito visuale il rapporto focale non incide minimamente sulle prestazioni dello strumento, ma esso sarà un “valore” che ci indicherà il potere di ingrandimento raggiungibile a scapito però come detto prima del C.R. inquadrato.

Portando un esempio un telescopio a f/10 farà vedere un Saturno a 100x nella stessa identica visione di un telescopio a f/5 di pari diametro di apertura e a pari ingrandimenti (100x), ciò che praticamente cambia è che in uno strumento a f/5 a differenza di uno a f/10 per raggiungere gli stessi ingrandimenti si necessiterà di un oculare della metà della focale o di una Barlow 2x.

Ma allora per la scelta di uno strumento di un neofita solo per l’osservazione visuale non conta proprio nulla il rapporto focale?

In realtà ciò che incide sono i pesi ed ingombri degli strumenti stessi, potremmo semplificare la questione dicendo che in rapporti inferiori a f/6 o a f/5 la distorsione delle immagini (le famose Aberrazioni Ottiche ) è maggiormente percettibile in prossimità dei bordi del campo visuale e l’intero sistema ottico è molto più sensibile a disallineamenti e a imperfezioni della costruzione degli specchi, sarà necessario quindi dotarsi di accessori come lo spianatore di campo (solo a titolo di esempio) per correggere tali imperfezioni.

D’altra parte un telescopio con un rapporto focale minore sarà più leggero e trasportabile (nei telescopi a schema Newton) mentre per avere un f/ spinto esistono alcune varianti di schemi ottici come lo Schimdt Cassegrain o la variante Maksutov Cassegrain che per il loro percorso focale a schema ibrido possono avere dei lunghi rapporti focali contenendo le dimensioni (ma non i pesi).

Le cose invece cambiano e sostanzialmente se parliamo di rapporto focale in ambito astrofotografico…..

In questo caso il telescopio stesso fungerà da obiettivo della macchina fotografica (o di qualsiasi altro sensore) e il rapporto focale ci dirà sostanzialmente oltre al C.R. inquadrato (e di conseguenza le dimensioni degli oggetti inquadrati) la velocità fotografica dello strumento.

Strumenti con un rapporto focale corto, ad esempio un f/5 o f/4 avranno necessità di esposizioni fotografiche più brevi rispetto ad un f/10 (un f/5 avrà bisogno di un ¼ di esposizione rispetto ad un f/10) ma di conseguenza avrà un C.R. inquadrato nettamente maggiore, quindi queste focali saranno particolarmente idonee per la ripresa dei grandi campi nebulari o stellari di contro un f/10 sarà principalmente usato per le riprese planetarie hi res.

FOCALE

PRO

CONTRO

f/10	riduzione del problema collimazione e campo maggiormente corretto in visuale	problema di vignettatura nelle riprese con riduttori di focale
f/10	osservazioni planetarie e deep sky ad alti ingrandimenti riduzione delle aberrazioni geometriche	riprese/foto principalmente al sistema solare
f/5	nell'uso visuale date i bassi ingrandimenti che riesce a supportare è particolarmente indicato per oggetti estesi	necessitano di collimazioni maniacali per essere sfruttati al massimo
f/5	riduce drasticamente i tempi di esposizioni fotografiche e	rapporti focali bassi portano alle aberrazioni ottiche

Come detto questo post non può e non vuole essere un postulato sul rapporto focale, invito chi avesse dubbi ad aprire tranquillamente delle discussioni nella sezione TELESCOPI del forum di astronomia.com dove saremo lieti di rispondere ai vostri quesiti con l’aiuto anche di utenti che si applicano direttamente alle riprese astrofotografiche.

Per capire i concetti di telescopio e della sua raccolta luce invece rimando agli eccellenti articoli del Prof. Vincenzo Zappalà:

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