Đôi điều về ống nhòm : Hiểu rõ hơn về EXIT PUPILS

11-02-2014, 2:29 pm

“Vòng tròn thị kính” (exit pupils) là gì ? Mời bạn tìm hiểu khái niệm này qua bài viết “Đôi điều về ống nhòm"

Phải chăng ống nhòm với exit pupil nhỏ thực sự cho ra hình ảnh tối hơn ?

Đây là một thông số cơ bản của ống nhòm đang gây nhiều tranh cãi, có nhiều lời khuyên cho rằng bạn nên tránh mua những ống nhòm có exit pupil quá nhỏ vì khi đó hình ảnh sẽ trở nên tối hơn những ống nhòm có exit pupil lớn hơn. Nhưng thực sự điều này có thực sự đúng không, và quan trọng hơn nữa, yếu tố này có tác động như thế nào đến việc lựa chọn ống nhòm của bạn ?

Như bạn đã biết, đường kính của exit pupil và độ phóng đại có liên quan nhau – với cùng một kích cỡ đường kính, độ phóng đại càng lớn sẽ cho ra exit pupil càng nhỏ. Như vậy có thực sự là độ phóng đại càng lớn sẽ làm hình ảnh càng trở nên tối đi ? Chúng ta hãy nhìn vào bức ảnh ví dụ về thiên hà Andromeda, M31. Với một thiên thể trãi rộng như thiên hà hay tinh vân, hầu như không một ống nhòm nào đủ làm cho chúng trông sáng hơn. Điều này sẽ làm nhiều người ngạc nhiên ?! nhưng đó là sự thật. Ống nhòm chỉ làm cho M31 của chúng ta trong dễ nhìn hơn. Điều này sẽ còn mâu thuẫn cho đến khi bạn hiểu được ống nhòm (và cả kính thiên văn) thực hiện điều ấy bằng cách nào .

Hướng ống nhòm lên bầu trời sáng, bạn sẽ thấy được “Vòng tròn thị kính” hay exit pupils

Vấn đề độ phóng đại

Lý do tại sao M31 lại trông dễ nhìn hơn bằng mắt thường khi nhìn qua ống nhòm chính là độ phóng đại. Đơn giản rằng sức mạnh độ phóng đại của ống nhòm làm cho thiên hà này trông lớn hơn nhiều khi nhìn bằng mắt thường. Với lý do này, độ phóng đại càng lớn, M31 sẽ càng trông lớn hơn, và nó dễ nhìn thấy hơn. Điều này giải thích tại sao những ống nhòm 10x50 sẽ cho thấy thiên hà rõ ràng hơn thông số 7x50 mặc dù chúng có exit pupil nhỏ hơn.

Nhưng hẳn khoan, độ phóng đại lớn làm sao có thể làm nền trời trở nên tối hơn ? Bạn tự hỏi. Thực ra, một lý do làm nhiều người quan sát tránh dùng những ống nhòm có exit pupil lớn là bởi vì chúng sẽ khuếch đại tối đa hiện tượng ô nhiễm ánh sáng của nền trời. Nhưng ở đây lại có một vấn đề: khi chúng ta nâng độ phóng đại cao hơn, cả nền trời và thiên hà kia sẽ trở nên mờ tối hơn với cùng một mức độ, nói cách khác, độ tương phản giữa bầu trời và thiên hà vẫn không thay đổi. Tuy nhiên, thực tế cho thấy rằng sự kết hợp giữa hình ảnh lớn hơn và nền trời tối hơn sẽ cho bạn cảm giác độ tương phản được cải thiện, mặc dù tương quan độ sáng của thiên hà và nền trời vẫn không đổi.

Bức ảnh này so sánh thiên hà M31 qua hai ống nhòm cùng kích cỡ nhưng có độ phóng đại khác nhau. Hãy chú ý nền trời dường như tối hơn qua ống nhòm 10x50 và M31 chiếm một khoảng lớn hơn trong trường nhìn.

Không phải tất cả mọi thiên thể chúng ta nhìn đều là dạng thiên thể trãi rộng như thiên hà hay tinh vân. Khi chúng ta nói đến nguồn sáng điểm (các ngôi sao), một quy luật khác được áp dụng. Ở đây độ tương phản sẽ được cải thiện thật sự khi chúng ta chọn ống nhòm với độ phóng đại cao (và dĩ nhiên là exit pupil bé hơn). Độ phóng đại cao sẽ làm nền trời trở nên tối hơn, nhưng độ sáng của những ngôi sao lại được cố định bởi đường kính vật kính ống nhòm mà bạn dùng. Nói cách khác, sự gia tăng độ phóng đại làm nền trời tối đi, nhưng những ngôi sao thì không. Vì độ tương phản tăng, những ngôi sao mờ trở nên dễ quan sát hơn khi tăng độ phóng đại.

Vậy tại sao những ngôi sao lại đặc biệt như vậy ? Lý do đơn giản là bởi vì không một sức mạnh phóng đại nào có khả năng phân giải và làm ngôi sao trông lớn hơn – tất cả ánh sáng của chúng luôn được “nén” bên trong một điểm rất nhỏ. Nhưng khi chúng ta phóng đại thiên hà M31, kích thước khả kiến của nó gia tăng khiến ánh sáng của nó giảm đi do phải dàn trải ra lấp đầy một khoảng không lớn hơn.

Nếu bạn kết hợp tất cả hiệu ứng miêu tả trên, bạn sẽ thấy tại sao exit pupil nhỏ hơn lại có thể cho ra hình ảnh tốt hơn. Kết quả nền trời trở nên mở hơn làm tăng độ tương phản cho những ngôi sao, trong khi sự xuất hiện lớn hơn của những vật thể mở như tinh vân hay thiên hà lại làm cho chúng dễ dàng nhìn thấy hơn. Cần nhớ rằng tất cả hiệu ứng này cũng có thể được áo dụng cho kính thiên văn. Và hơn nữa bạn đừng nên tin tuyệt đối vào lời khuyên quen thuộc “tránh exit pupil nhỏ với kính thiên văn vì chúng sẽ làm hình ảnh tối đi nhiều”

Nói như vậy hoàn toàn không có ý rằng ống nhòm với độ phóng đại thấp (exit pupil lớn) nhìn kém. Độ phóng đại thấp đồng nghĩa với trường nhìn lớn hơn, nếu điều đó quan trọng hơn việc nhìn chi tiết vật thể với mục đích nhìn của bạn thì bạn cần cân nhắc, sự lựa chọn của bạn có thể khác.
Như một bài viết của Al Nagler (người sáng lập Televue optics) từng viết trên tạp chí Sky & Telescope số tháng 5/1991 nói rằng “Tác dụng lớn nhất của độ phóng đại thấp là để “đóng khung” chủ thể quan sát nhầm tăng sự tập trung của bạn hơn là làm nó rõ. Trong thực tế, các quan sát sẽ tốt nhất sẽ đi với độ phóng đại lý tưởng cao nhất, độ phóng đại mà chất lượng hình ảnh nâng cao nhất trước khi bị giảm đi khi tiếp tục nâng độ phóng đại … phóng đại càng cao, nền trời càng tối, nhiều ngôi sao mờ sẽ xuất hiện chi tiết hơn .”

Một thảo luận rất chi tiết khác về sự ảnh hưởng của độ phóng đại, độ sáng của bầu trời, đường kính exit pupils, các bạn hãy tìm đọc bài viết “Mafnification and Contrast in Deep-Sky Observing” của Lee Jonhnson và Bill Roberts ở trang 59 trong quyển RASC’s Observer’s Handbook. Ấn phẩm năm 2009

Cuối cùng, để trả lời ngắn gọn cho câu hỏi đầu tiên, chúng ta sẽ nói rằng “Có”, đường kính exit pupil nhỏ hơn sẽ tạo ra hình ảnh tối hơn. Nhưng song song đó mức độ khả kiến của vật thể mà chúng ta muốn quan sát sẽ được cải thiện. Ở nhiều khía cạnh, việc lựa chọn ống nhòm dựa vào đường kính của exit pupil là một sự thiếu sót.

Tuy nhiên cũng nên nhớ rằng chất lượng hình ảnh theo độ phóng đại biến đổi giống như một biểu đồ có đỉnh. Chất lượng hình ảnh sẽ được cải thiện đến một độ phóng đại nhất định nào đó và sau đó sẽ giảm xuống rất nhanh khi tiếp tục tăng độ phóng đại. Điều quan trọng là phải tìm ra độ phóng đại mà ở đó khả năng nhìn là tốt nhất. Tuy nhiên còn một điều ràng buộc khác khi tăng độ phóng đại chính là sự rung khi quan sát (dĩ nhiên là khi bạn trong dùng chân đến cho ống nhòm), bạn nên nhớ rằng mức độ rung tay sẽ được nhân lên bởi độ phóng đại. Kết hợp tất cả những yếu tố này và kinh nghiệm cá nhân, đối với những ống nhòm tầm trung từ 40-50mm không dùng chân đế, độ phóng đại 10x cực kì hữu dụng cho thiên văn (đôi khi cả địa văn). Những thông số 10x40, 10x42, 10x43, 10x50 rất được người quan sát ưu chuộng. Lên 12x bạn nên nghĩ đến việc dùng chân đế hoặc những ống nhòm chống rung IS của Canon hoặc Nikon. Từ 7-8x lên 10x là một sự khác biệt rất lớn, bạn có thể quyết định hi sinh đi một ít trường nhìn để đổi lấy độ phóng đại và cái nhìn rõ ràng hơn. Nhưng quyết định cuối cùng là ở bạn.