温度下降对聚焦有多大影响？

在回答“天文摄影中哪些镜头特性很重要？”这一问题的答案中。提到“如果温度急剧变化，您可能需要重新聚焦，因为镜头中的不同材料将以不同的速率膨胀和收缩。” 但是，对于“一个人如何在非常黑暗的环境中聚焦？”这个公认的答案是正确的。建议在镜头上打上胶带标记，当夜晚温度下降时，那会不会变得没用？

当晚上在5摄氏度首先发现焦点，然后在晚上温度降至-10摄氏度时，是否可以预先估计焦点偏移？我将如何计算或估计这些温度之间的焦点偏移？

另一方面，温度可能会发生15摄氏度（27华氏度）的变化，确实将焦点转移得如此严重，以至于我需要重新聚焦吗？温度的急剧变化如何使得通常需要重新聚焦？

在我的情况下，这是一台具有14mm镜头的小巧的数码单反相机，其前置元件较大，并且镜头的重量比照相机机身重。焦点将集中在恒星上。

根据我的阅读，“手持”镜头中的材料数量会膨胀/收缩，例如15C是如此之小，不值得考虑。

但是，这对于大型望远镜来说确实是一个问题，包括折射和反射（甚至更多）。

为什么？

作为一个（粗略的）示例，让我们想象一个大型反射望远镜，它的镜体长度为3m，由管状铝制成。纯铝的线性热膨胀率为0.0000222m / m / K，这意味着它每米长度的每度开氏温度（或摄氏度）会变长或变短0.0222mm。

因此，随着温度下降15°C，望远镜将缩短0.0222mm×3m×15C = 0.999mm。再加上辅助镜的放大倍数，会导致剧烈的焦点偏移。

我认为您可以自己做一些实验。我将拍摄几张快照（将相机，设置，焦点和光线限制为相同的值），并使用不同温度的倾斜边缘标准，并使用ImageJ和MTF插件或Imatest测量MTF 。然后，您可以绘制不同温度下的MTF图并查看结果。

我认为不同的膨胀系数不是这种变化的唯一原因，材料在不同的温度下具有不同的折射率，并且我认为您应该考虑到，如果您的镜头变得非常冷，则光学元件中可能会形成凝结，因为相机内部比外面温暖。

在-10至20C的温度范围内，焦距增加约0.7个promille，并且仔细模拟了哈勃中白天与黑夜/温度的焦点位置（它们不是“焦点与温度”的简单关系），并且在5的范围内7微米。但是这些模型的偏差仍然很大。一件事是温度，另一件事是温度变化，并且随着时间的推移，这种变化会扩散到组件中，然后长时间暴露在这些温度下。

检查了这一点和这个和这个

每种镜头设计对温度变化的反应都不同。我通常在天文摄影会议期间多次检查焦点，以确保没有因为其他任何原因而意外改变焦点。

胶带标记使您足够靠近以开始该过程。当聚焦在诸如星星之类的暗点光源上时，在取景器中甚至通过实时取景器都不会显示任何东西，直到几乎聚焦为止，因为当透镜离镜头太远时，微小的光会散开得太远而无法检测到。焦点。直到您非常接近无穷远焦点，您才能平移整个夜空，而看不到任何要聚焦的对象（除非月亮可见）。靠近后（就像在温度变化之前已正确对焦一样），打开LV，放大中星，检查焦点并在必要时略微校正是相对容易的。很大程度上取决于您希望您的星星成为焦点。有时候，稍微离焦的看上去就更现实了，因为明亮的恒星看起来更大。

在问题范围内，由于温度变化造成的镜片收缩/膨胀的物理量非常小。但是这些金额所产生的影响可能是巨大的。如果摄像头的安装法兰从一侧到另一侧的偏移量仅为50μm（50微米或0.05mm），那么它将无法用于大光圈的任何类型的关键对焦工作。可以看到误差仅为20µm的影响。天文摄影，在整个视场中只有极小的点光源，通常是许多摄影师所做的最聚焦的关键工作。