Re: [閒聊] 拍黑洞的鏡頭焦距

作者: ll35566 ( 東健哥)   2019-04-11 22:36:37
※ 引述《marshal04 ()》之銘言:
: 昨天中研院發表了在天文史上的重大突破,人類終於拍到黑洞惹!!
: 靠的是在地球各地的陣列式望遠鏡接收訊號,再進行訊號分析。
: 如果用相機來比喻的話,就是把地球當成感光元件的概念。
: 然後我就在想,這樣的話到底要用多少焦段的鏡頭才能拍到黑洞?
: 根據昨天發布會上的說明,這次觀測用的事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)[1]
: 觀測視角是20微角秒(μas),也就是5.56*10^-9度。
: 據研究團隊說,這解析度可以讓你坐在巴黎路邊的咖啡廳清楚地閱讀在紐約的報紙。
: 計算焦距的公式: tan(θ/2)=(L/2)/f
: (θ是視角、L是片幅、f是焦距)
: ∴f=(L/2)/tan(θ/2)
: ={(12750*10^6)mm/2}/tan(5.56*10^-9/2)
: =2.295*10^18(mm)
: 片幅大小是取地球的直徑(12750km),計算出來的結果不意外也是個天文數字阿~XD
: 那如果是拿你我手上的FF要拍到黑洞(的一部分)的話,可以拿焦段7790000000mm的鏡頭。
: (焦長轉換:12750*10^6/43.27=2.95*10^8)
: 就會得到相同的視角囉~ 是不是很棒呢
: 這焦段的鏡頭完全是Bigma的風格,就等它帶領我們進入黑洞元年。
: 人人拍黑洞的時代就要來了!
: [1]Event Horizon Telescope (EHT)
: https://eventhorizontelescope.org/home
角解析度跟視角的換算概念不一樣
角解析度(Angular resolution)指的是兩個點經過某孔徑之後聚焦成像之後
可以被分辨的最小角度,在物理上通常會用瑞立準則(Rayleigh criterion)來判斷
公式是 角度=1.22*(波長)/(直徑)
EHT的工作波長範圍是0.87~1.33mm 而地球的直徑是12750km
1.22*(0.87~1.33mm)/(12750km)=(0.83~1.27)*10^-10rad=26.2~17.1微角秒
攝影裡面的角解析度的算法其實一樣
假設你有一顆50mm 1.4的鏡頭
他的綠色光555nm的角解析度大概是
1.22*(555nm)/(50mm/1.4)~1.90*10^-4rad
假設是一理想薄透鏡 那這顆鏡頭的在感光元件的繞射極限就是
1.90*10^-4*50mm~0.9微米 這其實是感光元件上成像的兩個點你無法分辨的距離
你總不會說你的50mm相機視角只有1.90*10^-4rad吧!
作者: bulmungtw (Lance)   2019-04-12 10:28:00
恩恩!
作者: rjhowmanyo (RJ)   2019-04-12 08:55:00
這算式和想法跟我的計算差不多!
作者: changmada (馬大)   2019-04-11 23:12:00
謝謝 不過我看不懂
作者: basacola (basacola)   2019-04-11 23:13:00
嗯嗯 跟我想的一樣
作者: carl3104 (Carl)   2019-04-11 23:18:00
嗯我正想分享跟你一樣的內容呢
作者: teezyisyou (哈囉摩西)   2019-04-11 23:20:00
不推別人以為我看不懂
作者: lsp1201 (蒼海明玥)   2019-04-11 23:30:00
老師(舉手)丶我看不懂,可以仔細的再説一次嗎?
作者: schumi3019 (Yes)   2019-04-11 23:56:00
推,觀念Hen正確
作者: a910115   2019-04-12 00:00:00
推解釋 雖然我看不懂
作者: icpolonaise (快速向上衝!!)   2019-04-12 00:28:00
大致同意你的觀點,論點再強化一下就更完美了Y
作者: wellkom (wellkom)   2019-04-12 00:33:00
恩恩,你這樣講他們不會懂的。 但是辛苦你了
作者: marshal04 (杜篤)   2019-04-12 00:43:00
我那篇只是算好玩的~ 這篇才是正確觀念阿~~
作者: HYH84 (hyh84)   2019-04-12 01:05:00
樓下可能會有不懂還會嗆你在認真什麼的人XD
作者: ralf0204   2019-04-12 01:14:00
你寫了大眾看不懂的東西認真高尚魔人要怎麼嗆你啦XD
作者: dontkissme (別親我)   2019-04-12 01:35:00
我知道你們在說誰
作者: cc03233 (MITSUYA)   2019-04-12 02:56:00
看不懂 但還是推一下裝懂
作者: semicoma (後勤人力足 前進災區吧)   2019-04-12 03:55:00
我都直接拍貓的眼睛
作者: jalun (披著海苔皮的飯糰鬼)   2019-04-12 05:46:00
我如果沒算錯的話用550nm波長可見光應該要至少100m直徑的鏡片才有機會解析它....誒keck好像曾經拍過人馬座A*的天區!!! 但波段錯了還是看不到
作者: speedshuffle (咻~)   2019-04-12 12:53:00
這次黑洞拍攝數據量是PB級的 也就是一百萬GB 一般人有地方存 也沒辦法處理數據
作者: bishop16 (畢夏)   2019-04-12 13:09:00
哈哈 完全看不懂 感謝分享
作者: LoveBea (德川田信秀)   2019-04-12 14:14:00
作者: pinghg (NeedLess)   2019-04-12 14:20:00
觀念正確 跟我想的一毛一樣捏!
作者: edogxj33   2019-04-12 18:25:00
求普話翻譯啊~~
作者: kcc0305 (hondagsxr1)   2019-04-12 22:27:00
推一個 不然別人以為我看不懂
作者: a0987957502 (Bruce Lee)   2019-04-13 22:34:00
推。不要被發現我看不懂。
作者: canandmap (地圖上的流浪者)   2019-04-13 22:34:00
正想找角解析度的資料,原來這裡就有解答了,感謝說明!
作者: yuchien1223 (yc_wang)   2019-04-14 08:55:00
英雄所見略同啊
作者: dkramses   2019-04-15 18:46:00
阿鬼你說中文好嗎?
作者: leafisflying (#‵)3′)▂▂▂▃▄▅)   2019-04-16 11:42:00
作者: Roset (ROSET)   2019-04-17 14:39:00

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