望遠鏡の倍率・分解能・集光力の計算
対物レンズ(主鏡)と接眼レンズの焦点距離を入れると倍率を計算します。口径(レンズや鏡の直径)を入れると、どこまで細かく見分けられるか(分解能)と、肉眼よりどれだけ多くの光を集められるか(集光力)を計算します。
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
計算方法
倍率 倍率 = 対物レンズ(主鏡)の焦点距離 ÷ 接眼レンズの焦点距離
例:対物900mm・接眼25mmなら、900÷25=36倍です。対物と接眼の焦点距離が同じなら1倍です。
分解能(ドーズの限界) 分解能(秒角)= 116 ÷ 口径(mm)。この角度より近い2つの点は、別々には見分けられません。
集光力 集光力 =(口径 ÷ 瞳の直径)²。肉眼(瞳の直径およそ7mm)と比べて、何倍の光を集められるかを表します。
式の意味を説明します。倍率は、対物側で作られた像を接眼レンズでどれだけ拡大するかなので、2つの焦点距離の比になります。接眼レンズを短いものに替えると倍率は上がります。分解能は、どれだけ細かいものを見分けられるかで、口径が大きいほど細かく見えます。集光力は光を集める面積の比なので、直径の2乗で効きます。
例:対物1,350mm・接眼37.5mmなら36倍です。口径120mmなら分解能は約0.967秒角、瞳7mmに対する集光力は約293.9倍になります。
気をつけること。倍率は口径のおよそ2倍までが目安とされ、それ以上に上げると像が暗くぼやけます。分解能は大気のゆらぎや目の状態にも左右されます。太陽を望遠鏡で直接見てはいけません。
出典:ドーズの限界(口径からの分解能の近似式)・集光力(口径と瞳の直径の比の2乗)の定義式(望遠鏡光学の基本的な近似式)
よくある質問
望遠鏡の倍率はどう決まる?
対物レンズ(主鏡)の焦点距離を、接眼レンズの焦点距離で割った値です。接眼レンズを変えると倍率が変わります。
分解能(ドーズの限界)とは?
口径が大きいほど小さくなる角度で、これより近い2つの点を見分けられなくなる限界の目安です。
集光力とは?
肉眼と比べて、望遠鏡がどれだけ多くの光を集められるかを表す値です。口径が大きいほど大きくなります。
倍率を上げるほどよく見える?
口径に対して倍率を上げすぎると、像が暗く、ぼやけて見えるようになります。使える倍率は口径のおよそ2倍までが目安です。
対物と接眼の焦点距離が同じときは?
倍率はちょうど1倍になります。