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星見のメモと防備録.2 (口径と極限等級)                                   MENUへ戻る    

 注意! このページは私の個人的防備録で、内容の正誤に関して何の保証もありません。
 
 どこまで暗い星が見えるか (極限等級)

 口径mm 一般の
 極限等級 
目視との差双眼鏡等 明るさの比
 集 光 力
 ツァイスの 
極限等級
5    5.0
76.00.0裸眼1.05.7
106.80.8 2.06.5
157.71.7ミクロン 6×154.67.4
208.32.3 8.28.0
258.82.8スポーツスターEX 10×2512.88.5
309.23.2 18.48.9
329.33.3アルティマZ 8×3220.99.0
369.63.6モナーク 10×3626.49.3
409.83.8 32.79.5
429.93.9モナーク 8×4236.09.6
4510.04.0モナークX 8.5×4541.39.8
5010.34.3アルティマZ 7×5051.010.0
5210.44.4ジオマ52-S55.210.1
6010.74.7タカハシ FS-60Q 73.510.4
6710.94.9ジオマプロED67-S91.610.6
7011.05.0 100.010.7
8011.35.3 130.611.0
8211.35.3ジオマ プロED82−A137.211.1
9011.55.5 165.311.3
10011.85.8 204.111.5

極限等級 :その望遠鏡で、どこまで暗い星が見えるかを等級で示した数値。
 主鏡の有効径をD[mm]として、
   極限等級= 1.77 + 5 log D  
 で求めるらしい。 

 ただし、真っ暗な中で、人の瞳孔は7mmまで開き、6等星まで見えるとした時の値。

 左表で、各口径(mm)による極限等級を算出してみた。
 (口径50mmなら10.3等星まで見えるので、 目視の6等星より、+4.3等星分暗い星までみえる。) 

 また、30mm双眼鏡では極限等級 9.2となるが、50mmの極限等級は10.3となるので、その差は1.1等級。 
 差は僅かな差に思えるが、見える星の数は約3倍程に増える。 


(2009.02.06 追加)
 戦前のカールツァイス社のカタログでは、瞳孔径5mmの人が5.0等星まで見えると仮定し、
   極限等級= 1.505 + 5 log D
 としていたとの事。   参考までに追加計算してみた。
  (出典:天文アマチュアのための 新版 屈折望遠鏡光学入門 より)


 若い時はともかく瞳が7mmまで開かない中高年には こっちの方が適切かもしれない。
 (口径50mmなら10等星まで、で瞳径7mm説より、0.4等星低くなる。)

 



 
 (参考)双眼鏡と光学仕様に関する防備録
□ 口径と極限等級・ひとみ径・光明度・薄暮係数など
口径mm 倍率  極限等級 ひとみ径明るさ双眼鏡等 
 通 常 目視との差ツァイス 光明度  薄暮係数 
515.3-0.75.05.025.02.2裸眼(ツァイス)
716.00.05.77.049.02.6裸眼(通常)
1046.80.86.52.56.36.3ニコン"遊"4X10
1567.71.77.42.56.39.5ミクロン 6×15
1868.02.07.83.09.010.4ジョイフル 6×18
2588.82.88.53.19.814.1コーワ BD25−8GR
25108.82.88.52.56.315.8スポーツスターEX 10×25
3069.23.28.95.025.013.4勝間 WP6×30SB-D
3089.23.28.93.814.115.5ニコン 8×30EⅡ
3289.33.39.04.016.016.0アルティマZ 8×32、ニューフォレスタ8X32 
36109.63.69.33.613.019.0モナーク 10×36
4289.93.99.65.327.618.3モナーク 8×42
458.510.04.09.85.328.019.6モナークX 8.5×45
50710.34.310.07.151.018.7アルティマZ 7×50、 勝間 7X50 
501010.34.310.05.025.022.4Dummy
501210.34.310.04.217.324.5ニコン 12X50SE
521410.44.410.13.713.827.0ジオマ52-S+ GLH20
522510.44.410.12.14.336.1ジオマ52-S+ AL25
606010.74.7
672010.94.910.63.411.236.6ジオマプロED67-S + GLH20D
822111.35.311.13.915.241.5ジオマ プロED82−A+ GLH48ZT(W端)
826311.35.311.11.31.771.9ジオマ プロED82−A+ GLH48ZT(T端)
 
□記号と単位は次による。
D=対物レンズの有効径(mm)
p=瞳孔の直径(mm)
m=倍率
□極限等級
恒星など点光源の場合、望遠鏡に入射する光量は対物レンズの有効面積に比例(有効径の2乗に比例)し、その光量が網膜に届く。
極限等級をM等星とし、瞳孔の直径がpの人がMo等星まで見えるとすると、次の式か成立する。(・・・らしい。)
M−Mo=5×log(D/p)
ここで瞳孔径7mmの人が6等星まで見える条件において、極限等級M等星は、
   M−6=5×log(D/7)
    → M=5×log(D)−5×log(7)+6 =5×log(D)−(5×0.8451+6)
        =1.7745+5×log(D) (等星)  となるらしい。
*戦前のカール・ツァイス社のカタログによるとされる値 (瞳孔径5mmの人が5等星まで見えると仮定。 出典1 による)
 この場合の極限等級 M等星は、 
      M=5×log(D)−5×log(5)+5 = 5×log(D)−(5×0.699+5)
        =1.505+5×log(D) (等星) となる。
□射出瞳径 ・・・ (カール ツァイス社パンフレット による)
双眼鏡を30cmほど離して接眼レンズに見える明るい小さな円が射出瞳孔で、この径が射出瞳径。
この数値は薄暮時の観察に重要で射出瞳径が大きければ多くの光が観察者の眼に届き、より明るい像が得られる。 7mmのとき、人の眼の最大瞳孔径と等しくなる。
   射出瞳径(P)=対物レンズ径(D)/倍率(m) 

□光明度(こうめいど)
広い面光源の場合や地上の風景を望遠鏡などで見る場合の明るさは対物有効径の2乗に比例し、倍率の2乗に反比例する。
光明度=(D×D)/(m×m)   ここで、ひとみ径P=D/m なので、
    =(ひとみ径)の2乗  となる。
地上用望遠鏡や双眼鏡を使うときのおよその基準 (出典1 による)
   昼間用は 6〜20 (ひとみ径2.4〜4.5mm)、
   朝夕の薄暗い時は25 (ひとみ径5mm)内外、
   夜間用は49(ひとみ径 7mm)内外 
□トワイライト・パフォーマンス(薄暮係数) ・・・ (カール ツァイス社パンフレット による)
薄暮係数は夕方などの薄暗い時の双眼鏡の性能を表し、薄暮係数が大きいほど、光の弱い時でも細部まで観察できる。
(例えば8×56の薄暮係数は21.2で、8×30では15.5になり、薄暗い状況下では8×56がより高い視認性が得られる。)
薄暮係数が大きく、かつ射出瞳径も大きい双眼鏡ほど、夜明けや薄暮時、また暗い森の中における性能が高いといえる。
   トワイライト・パフォーマンス(薄暮係数) Z=√(倍率mm×対物レンズ径D) 

○双眼鏡の有効径と倍率による、極限等級ほかの簡易計算

※ 久しぶりのJavaScript なので間違いがあるかもしれませんが悪しからず・・・

注: 各入力(レンズ有効径と倍率)は半角数字! 

   対物レンズ有効径(mm)  
   倍率(倍)        
   瞳孔の直径(mm)は7mmとする。 (Carl Zess の場合は 5mm)
   目視の等級(等)は6等とする。 (Carl Zess の場合は 5等)

                 

   極限等級(通常)= ( Carl Zess= 
   目視との差   =(等)
   射出瞳径    =
   光明度     =
   薄暮系数    =

 

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