我之前的理解是:口徑越大,望遠鏡的集光能力越強,我們目視看到的星體就越亮,當口徑足夠大,就可以看出星雲的顏色。

但是最近有一種說法,說多大的望遠鏡也看不到星雲的顏色,具體見下圖,所以來求教一下知乎的光學老師

還有一個說法是,我們人眼感受到的光強和物體的距離沒有關係,這也有點顛覆我之前的理解,所以也請光學老師來講講


10/21更新

我自己翻譯過的東西我自己都忘了 真該死

這似乎意味著 8 寸鏡看到的會比人眼看到的亮 833 倍,然而實際情況會更複雜一些。對於恆星這樣的點狀光源這個等式是成立的,但是這並不適用於星系,星雲,行星這樣的面目標。這是因為面狀光源的光因為望遠鏡的放大作用而事實上被擴散了。所以倍率也應該被考慮進方程式之中:亮度的損失和倍率的平方成正比。瞳孔尺寸也限制瞭望遠鏡的最低倍率。這得出了一個結論:望遠鏡看到的圖像不可能比肉眼看到的更亮。這看起來和直覺相悖,然而在最佳的倍率(下文會提到)下,成像不會明顯變暗,而且會明顯變大,具有更多的細節。

大口徑望遠鏡的另外一個優勢是它會影響給定倍率時成像的亮度。通過一個給定的望遠鏡,將倍率提高一倍會使成像變暗四倍,而使口徑加倍會在倍率相同時使成像變亮四倍,或者在亮度相同時使倍率加倍。 在觀測點光源時望遠鏡的成像亮度和肉眼的成像亮度之間的直接關係依舊成立,因此望遠鏡的成像會比肉眼看到的更亮。用來描述恆星亮度的星等標按對數計算,一等星比二等星亮了 2.5 倍,而二等星比三等星亮了 2.5 倍;一等星比三等星亮了 2.5*2.5=6.25 倍。因此讓星點變亮 833 倍的 8 寸望遠鏡可以讓人們看到暗 7.3 倍的恆星;如果你能用肉眼看到六等星,那麼你就能用 8 寸望遠鏡看到十三等星。事實上你能用望遠鏡看到更暗的星,這是因為天空的背景亮度也隨著倍率的增加而變暗了,因此壓暗天光也是加大倍率的一個原因:在 100x 的倍率下,天光會比用肉眼變暗 2.7 倍,這就會讓你看到更暗兩倍的星,也就是 15 等星。

↑《望遠鏡入門:初學者器材選擇與觀測指南》第140頁

(順手推薦下自己的這個翻譯 發布鏈接↓

[填大坑final]翻譯:初學者器材選擇和觀測指南 更新發布貼?

tieba.baidu.com圖標

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—提交回答五分鐘後的更新

突然想到,M42中心的表面亮度真的是所有星雲裏最亮的麼?

因為一時半會想不到更好的數據來源,我隨便查了下stellarium裏的數據。M57等行星狀星雲的表面亮度似乎是要比M42要高,但考慮到M42的大小和內部極為劇烈的亮度變化,我暫時沒法給出M42中心和一眾PN的表面亮度比較……這個坑今後可能能填,但一時半會我可能拿不到好的數據就是了。

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查了下 你這個截圖應該是出自貼吧的這個帖子

關於目視能否看到星雲顏色【天文吧】_百度貼吧?

tieba.baidu.com圖標

思考了一下,感覺這個證明沒什麼大問題。雖然我在這之前也一直相信口徑夠大就能看到部分顏色,本人也看到過帶顏色的m42,但這個推導應該會迫使我改變看法了……

如果以後想到了其他問題的話我會再更新這個回答。


只能看出極少數亮星雲和行星狀星雲的真實色彩。

圖裡這不是最近的說法,而是光學的基礎內容。望遠鏡不能增加亮度,實際中由於透過率達不到100%,反而會減小。見主觀亮度一節:浙江大學幾何光學課件(望遠鏡開始)

配合食用,從28分45秒開始看:

應用光學(浙江大學)_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili?

www.bilibili.com圖標

你會發現真正的限制因素是人眼,提升視錐細胞的靈敏度,或大腦積分時間,才對看到星雲真正的色彩有幫助。

用多大口徑的天文望遠鏡看河外星系,才能直接目視就可以看到星系的色彩??

www.zhihu.com圖標

望遠鏡主要是放大看遠功能,不會改變目標物的顏色,而且要盡量保證目標物顏色的真實,保真,原則上肉眼看到什麼顏色通過望遠鏡也是什麼顏色,有個別望遠鏡為了一些不同用途可能會改變自己的濾色性能,比如為了病蟲害防護,可能會有分色望遠鏡,把綠色濾掉突出蟲子的顏色。


不用大口徑。在環境較好的地方,我的80口徑的雙筒裏M42會看出一種冷光的淡青色,M8則是淡淡的粉色。

我也在地平線8度高度觀測過船底座大星雲,消光嚴重,沒看到顏色。


絕大部分星雲看不出顏色,只有個別少數能看到青綠色,例如M42


CCD 往往是幾個小時曝光的效果, 很多都是通過特別波段過濾或者合成,你要用肉眼 1/24s 去比較, 之間的數量級體現的視覺神經效果上的區別。

上述應該不難理解吧?


我們看到的星雲色彩都是經過了後期的,推薦看一下《夜觀星空》,天文入門書籍。


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