Fotografowanie przy użyciu długich ogniskowych

Ogniskowa obiektywu jest związana ze skalą obrazu tworzonego na negatywie. Im ogniskowa obiektywu jest większa, tym większe rozmiary na negatywie ma fotografowany obiekt. Zależność tę można przedstawić za pomocą poniższego wzoru:

R = (F × U) / 3440

gdzie R jest średnicą obrazu obiektu na negatywie w milimetrach, F — ogniskową obiektywu w milimetrach, a U — średnicą kątową obiektu na niebie w minutach kątowych. Stosując ten wzór, możemy szybko wyznaczyć rozmiary fotografowanego obiektu na kliszy jeszcze przed jego sfotografowaniem, co pozwala dobrać optymalną ogniskową. Optymalną tzn. taką, która pozwoli zarejestrować obiekt w odpowiedniej skali. Jeśli chcemy zarejestrować cały obiekt (nie przykładamy wagi do ilości widocznych szczegółów), to używamy takiej ogniskowej, która da obraz mniejszy od rozmiarów klatki negatywu. O ile sami nie wykonujemy odbitek, tylko robią to za nas laboratoria (zakłady) fotograficzne, musimy pamiętać o tym, że to, co widzimy na odbitce, nie jest reprodukcją całej klatki filmu. Minilaby (automatyczne urządzenia wykonujące odbitki) kadrują obraz na kliszy, tzn. wykonują odbitkę nie z całej klatki negatywu, a tylko z jej części. To, z jakiego obszaru klatki negatywu będzie wykonywana odbitka, zależy od rodzaju minilabu, wewnętrznych ustawień oraz rozmiarów odbitki (9×13 cm, 10×15 cm, 13×18 cm czy też 15×21 cm). Warto też zostawić mały margines, aby nasz obiekt nie rozciągał się od jednej krawędzi odbitki do drugiej. Bezpiecznie jest zatem założyć, że efektywna wielkość klatki (film małoobrazkowy) wynosi nie 24×36 mm, a 20×30 mm.

Weźmy następujący przykład. Chcemy sfotografować Księżyc w pełni tak, aby na odbitce był widoczny w całości, przy czym chcemy uzyskać maksymalne rozmiary Księżyca na odbitce. Posługując się powyższym wzorem, wyznaczamy F, podstawiając za R20 mm, a za U30' (w rzeczywistości rozmiary kątowe Księżyca zmieniają się od 29'24'' do 33'39''). Wyznaczona ogniskowa wynosi 2293 mm, co można zaokrąglić do 230 cm. Użycie ogniskowych znacznie większych od 230 cm objawi się na naszych odbitkach „obciętą” tarczą Księżyca.

Większość zdjęć, jakie się wykonuje Księżycowi czy też Słońcu, ma na celu uwidocznienie jak najmniejszych struktur. W tym też celu stosuje się długie ogniskowe, które na ogół uzyskuje się poprzez zastosowanie projekcji okularowej. Praktycznie nie stosuje się ogniskowych dłuższych niż 10–12 metrów. Ogniskowe o analogicznej wielkości stosuje się również do fotografowania Jowisza, Saturna czy Wenus.

Kłopoty z wykonywaniem zdjęć przy tak długich ogniskowych związane są z małą jasnością powierzchniową obrazu, co prowadzi do wydłużania czasu ekspozycji. Jako że w naszym kraju dobry mechanizm zegarowy należy nadal do rzadkości, zdjęcia Księżyca, Słońca czy też planet najczęściej wykonuje się przy nieruchomym teleskopie. Jednak czas ekspozycji w takim przypadku jest ograniczony i tym krótszy, im dłuższą ogniskową dysponujemy. Tabelka poniżej pokazuje maksymalne czasy ekspozycji, w zależności od ogniskowej, jakie możemy zastosować przy fotografowaniu nieruchomym teleskopem.

fob [m] 1 2 3 4 6 8 10 12
texp [s] 1/2 1/4 1/6 1/9 1/15 1/20 1/25 1/30

Użycie dłuższych czasów ekspozycji spowoduje pogorszenie ostrości obrazu.

Tak jak było powiedziane na początku, im dłuższa ogniskowa, tym większe rozmiary na negatywie fotografowanego obiektu. Postawmy sobie jednak pytanie: czy wraz ze wzrostem ogniskowej rośnie nam liczba widocznych na negatywie szczegółów? Na to, jak małe szczegóły będą widoczne na negatywie, ma wpływ w głównej mierze (poza optyką) seeing. Seeing poniżej 2'' na obszarze Polski jest rzadkością, a typowa jego wartość wynosi 3–6''. Zatem jeśli dysponujemy teleskopem o średnicy np. 100 mm (MTO 1000), to chociaż jego teoretyczna zdolność rozdzielcza wynosi 1.''4, to rozdzielczość obrazu będzie zmniejszona do wielkości seeingu. Istotną rolę w rejestrowaniu niewielkich szczegółów na powierzchni Księżyca, Słońca czy też planet odgrywa również rozdzielczość kliszy. Rozdzielczość kliszy jest tym lepsza, im niższą ma czułość i wynosi ona dla filmów o czułości 100 ASA i 200 ASA około 0.02 mm.

Fot. 1 Księżycowy krater Tycho sfotografowany z użyciem teleskopu ∅250 mm o ogniskowej 12600 na filmie Fuji Super G 100 ASA z czasem ekspozycji 1.5 sekundy. Fot. W. Skórzyński

Aby na negatywie zostały uwiecznione wszystkie możliwe do zarejestrowania szczegóły (zależne od wielkości seeingu), powinniśmy użyć takiej ogniskowej, przy której na negatywie wielkości seeingu (np. 3'') odpowiada skala 0.02 mm. W tym celu korzystamy z opisanego powyżej wzoru, podstawiając za U0.05' (3''/60), a za R0.02 mm. Otrzymujemy w ten sposób ogniskową równą 1376 mm (w przybliżeniu 1400 mm). Jeśli seeing podczas obserwacji wynosi 6'', to otrzymamy ogniskową około 690 mm, a dla seeingu 1''.52752 mm.

Użycie dłuższych ogniskowych nie spowoduje wzrostu ilości szczegółów widocznych na kliszy, lecz tylko wzrost skali obrazu.

To, że klisza zarejestrowała detale o rozmiarach 0.02 mm, nie oznacza, że będą one widoczne na odbitkach. Jeśli chcemy, aby tak drobne szczegóły były widoczne na naszych zdjęciach, musimy powiększyć klatkę negatywu około 10 razy, czyli format odbitki powinien wynosić 24×30 cm. Odbitki w tym formacie są dość drogie (10–15 zł), gdyż naświetlane są ręcznie. Zdjęcie wykonane w takim formacie ujawni nam wszystkie szczegóły zawarte na kliszy.

Wiesław Skórzyński
Źródło: „Urania – PA” nr 1/1999