Яркость изображения. Яркость освещения какого-нибудь предмета определяют количеством света, приходящегося на единицу (1 кв. мм., 1 кв. см. и т. п.) его поверхности. В глазу образуется изображение внешних предметов; величины этих изображений пропорциональны величинам предметов, а яркость изображения, зависящая от количества света, попадающего в зрачок, может быть названа натуральною. При рассматривания какого-нибудь предмета З. трубою, составляется в глазу изображение, которого величина пропорциональна увеличению трубы. При увеличении в 10 раз площадь изображения будет в 100 раз больше площади изображения, составляющегося в глазу без зрительной трубы. Чтобы яркость изображения была прежней величины, которую мы назвали натуральною, надо, вопервых, чтобы в приведенном частном случае объектив трубы принял света в 100 раз более, чем зрачок, что легко достигнуть, сделав поперечник объектива в 10 раз большим поперечника зрачка. Но при этом расчете еще не принято во внимание, что от каждой поверхности всякого из стекол трубы отражается некоторое количество света, которое поэтому не служит для составления изображения. Увеличением поперечника объектива легко возместить вышеуказанную потерю света, но кроме того необходимо, чтобы все пучки света, выходящие из окуляра, попадали в зрачок. Ближайшее рассмотрение совокупности всех перечисленных требований показывает, что яркость изображения рассматриваемых в З. трубу предметов не только никогда не превосходит натуральной яркости, но что в действительности наибольшая телескопическая яркость меньше натуральной по причине света, отражаемого стеклами. С возрастанием числа, определяющего увеличение трубы, уменьшается яркость изображения: это обстоятельство также ограничивает предел увеличения каждой трубы.
Вышеприведенным выводам противоречит, но только по-видимому, возможность видимости чрез З. трубу небесных светил, которые, по слабости испускаемого ими света, невидны невооруженному глазу. Так, напр. планета Нептун, невидимая простым глазом, видна в З. трубу. Объектив значительных размеров собирает много света в изображении этой планеты, которое хотя и бледно, но представляет кружок значительных размеров; количество света на каждой единице поверхности весьма мало, но значительное количество света на всем кружке дает возможность его видеть. Что же касается неподвижных звезд, то угловая их величина, по причине чрезвычайно большого их удаления от земли, так мала, что и после огромных увеличений в 1000 и более раз изображение звезды еще имеет неощутительные для нашего зрения размеры. Поэтому так как с увеличением размеров объектива или вогнутого зеркала увеличивается количество света, на него падающего, то почти в таком же отношении возрастает яркость изображения звезды в глазу. Отсюда видна возможность видеть в телескопы слабосветящиеся звёзды, вообще невидимые глазом; большой объектив позволяет видеть то, что не видно в малый. Значение увеличения, при прочих хороших качествах трубы, можно вообще пояснить следующим рядом чисел: увеличение в 10 раз уже позволяет видеть спутников Юпитера, в 60 раз — видеть вообще кольца Сатурна, в 300 — 400 раз, при очень большом объективе — видеть подробно раздельность их.