Teleskop (optyka)
Z Wikipedii
Teleskop - przyrząd optyczny złożony z dwóch elementów optycznych: obiektywu i okularu (teleskop soczewkowy) lub z okularu i zwierciadła (teleskop zwierciadlany) połączonych tubusem. Służy do powiększania odległych obrazów. Zarówno teleskop soczewkowy, jak i teleskop zwierciadlany dają obraz rzeczywisty powiększony, odwrócony (soczewkowy). Buduje się wiele rodzajów teleskopów od prostych przyrządów optycznych służących do obserwacji krajobrazu po złożone urządzenia służące w astronomii (głównie teleskopy zwierciadlane, np. teleskop Hubble'a). Znaczna większość używanych na świecie teleskopów o przeznaczeniu astronomicznym to sprzęt amatorski znajdujący się w prywatnych rękach miłośników astronomii. Hobby jakim jest oglądanie obiektów niebieskich zyskało w ciągu ostatnich lat również w Polsce ogromne rzesze entuzjastów czego skutkiem jest znaczna ilość nierzadko nawet dość zaawansowanego optycznie sprzętu w rękach amatorów.
Podstawowe parametry optyczne każdego teleskopu to:
- Średnica zwierciadła lub obiektywu (apertura) - decyduje o zdolności rozdzielczej sprzętu, większe instrumenty dają zwykle większe możliwości obserwacyjne, lepszą jakość obrazu i większą ilość szczegółów.
- Światłosiła - decyduje o jasności obrazu, wynika ze stosunku średnicy obiektywu i ogniskowej.
- Powiększenie - w praktyce trudno uważać je za parametr teleskopu gdyż zależy od użytego okularu, okulary zaś zwykle sa wymienne, co daje możliwość uzyskiwania różnych powiekszeń. Można je obliczyć dzieląc ogniskową obiektywu przez ogniskową użytego okularu.
Podstawowe typy teleskopów to:
- TELESKOP SOCZEWKOWY (refraktor) - jego podstawowymi częściami są: obiektyw, okular i tubus.
Najczęściej spotykane refraktory to:
- achromat - najbardziej popularny, obiektyw zwykle składa się z 2 elementów, jego konstrukcja kładzie nacisk na możliwie najlepszą korekcje aberracji chromatycznej. Achromat koryguje aberrację chromatyczną dla dwóch najważniejszych fragmentów spektrum - (typowo - czerwonej i niebieskiej).
- apochromat - rzadziej spotykany jednak znacznie bardziej zaawansowany optycznie, obiektyw składa się zwykle z wiekszej liczby soczewek (zwykle od 2 do 4, czasem więcej), wykonany jest też często ze specjalnych gatunków szkła np. ED lub fluorytowego (szczególnie wysoko cenione w optyce). Apochromat zapewnia pełniejszą od achromatu korekcje aberracji chromatycznej, sprzęt dobrej klasy o takim układzie optycznym nie powinien pokazywać "kolorystycznych przekłamań" nawet na stosunkowo jasnych obiektach niebieskich (jaśniejsze gwiazdy, planety, księżyc). Apochromat koryguje aberrację chromatyczną dla trzech najważniejszych fragmentów spektrum - (typowo - czerwonej, neibieskiej i zielonej - choć w astrofotografii jedno z pasm może dotyczyć podczerwieni lub ultrafioletu)
- superchromat - koryguje aberrację chromatyczną dla czterech lub więcej najważniejszych fragmentów spektrum dając najlepsze obrazy. Są to jednak konstrukcje wyjątkowo drogie.
- semiapochromat - określenie raczej komercyjne niż naukowe, stosowane przez producentów sprzętu astronomicznego dla określenia refraktorów, których korekcja aberracji jest oceniana jako nieznacznie tylko ustępująca apochromatom (lepsza zać niż w achromatach). Najczęsciej określane są w ten sposób 2-soczewkowe obiektywy ED (3-soczewkowe ED oraz 2 i 3 soczewkowe fluoryty zazwyczaj uznaje się za apochromaty).
- TELESKOP ZWIERCIADLANY (reflektor) - jego podstawowymi częściami są: zwierciadło, okular i tubus. Mają niższą sprawność optyczną od refraktorów i zwykle dają niższy kontrast na skutek centralnego przesłonęcia (przez zwierciadło wtórne).
Najpopularniejszymi reflektorami są :
- teleskop Newtona - najprostszy w konstrukcji i najpopularniejszy wśród amatorów. Składa się z parabolicznego zwierciadła głównego i mniejszego, płaskiego, kierującego obraz do okularu znajdującego się z boku tubusa. Zwykle posiada większą w porównaniu z innymi reflektorami światłosiłę, dlatego też stosowany jest głównie do oglądania obiektów ciemniejszych - mgławic, galaktyk, gromad. Jest on wolny zarówno od aberracji chromatycznej jak i sferycznej, jednak obdarzony sporą komą.
- teleskop Cassegraina - posiada paraboliczne zwierciadło główne oraz mniejsze wtórne, eliptyczne kierujące światło przez otwór w zwierciadle głównym do okularu. Najpopularniejszy i najprostszy typ to Dall-Kirkham obarczony znaczną komą. Najlepszym teleskopem Cassegraina jest Ritchey-Chrétien, posiadający 2 hiperboliczne lustra, wolny całkowicie od komy. Teleskopy w systemie Cassegraina zwykle posiadają mniejszą światłosiłę, co czyni je szczególnie użytecznymi przy obserwacji jaśniejszych obiektów takich jak księżyc i planety.
- TELESKOP W SYSTEMIE MIESZANYM (zwierciadlano-soczewkowym).
Zwykle są to pochodne układu cassegraina, w których przed zwierciadłem głównym lub niekiedy wtórnym umieszczono dodatkowo soczewkę - korektor.
Najpopularniejsze to:
- teleskop Schmidta-Cassegraina - posiada korektor w postaci asferycznej płyty Schmidta. Cechuje go pewna koma i krzywizna pola. Niestety asferyczny korektor jest stosunkowo drogi w produkcji.
- teleskop Maksutova-Cassegraina - posiada korektor w postaci lekko ujemnej soczewki meniskowej. Ma znacznie zredukaną komę i obarczony jest niewielką krzywizną pola. Stosowany w konstrukcjach o stosunkowo małej aperturze ze względu na ciężar korektora. Bazujący na podobnej konstrukcji teleskop Klewcowa-Cassegraina przenosi korektor za zwierciadło wtórne - dzięki czemu jest lżejszy.
Zwykle uważa się, że najlepsze obrazy dają refraktory - najlepsza ostrość i kontrast, szczególnie cenione są apochromaty. Zwykle są to też instrumenty najdroższe, nawet apochromaty o stosunkowo niewielkich średnicach obiektywu rzędu 100mm nierzadko liczone są w tysiącach dolarów. Dla porównania teleskop zwierciadlany Newtona o średnicy 200mm na prostym montażu Dobsona kosztuje zazwyczaj około 2000zł!
Poza apochromatami najwyżej cenione są cassegrainy w systemie Ritchey-Chrétien oraz, w zależności od zastosowań, teleskopy Maksutova-Cassegraina (astrofotografia wykorzystująca duże powiększenia przy małym polu widzenia) i Schmidta Cassegraina (przeglądy nieba ze względu na stosunkowo duże pole widzenia).
Zobacz też: podstawowe zagadnienia z zakresu astronomii oraz optyki.
