Teleskoppredstavitev za Univerzo za tretje življenjsko obdobje

Gregor Vertačnik

Vodice, oktober 2006

Astronomsko društvo Vega

Kazalo

► uvod► refraktor► reflektor► katadioptrični teleskop► optične napake► zgodovinski mejniki► okular► nastavitve► pomembna dejstva► viri in literatura

Uvod

► teleskop je optični pripomoček za zbiranje svetlobe (in ostalega elektromagnetna valovanja) in navidezno povečanje objektov

► beseda teleskop izhaja iz grških besed tele (daleč) in skopein (opazovati, gledati)

► ločimo med teleskopi z objektivom iz leč, zrcalom kot objektivom in kombinacijo obeh

notranjost reflektorja

Refraktor

► teleskop, ki za objektiv uporablja dve do štiri leče

► ločimo akromatični in apokromatični tip

► akromatični objektiv je sestavljen iz izbočene leče iz kronskega stekla (nizek lomni količnik) in vbočene leče iz flintskega stekla (visok lomni količnik)

► goriščna razdalja je odvisna od obeh leč:

► slabost akromatičnega objektiva je barvna napaka (goriščna razdalja ni enaka za vse valovne dolžine)

► objektiv brez vidne barvne napake se imenuje apokromatični: osnovni fokus je dosežen v treh točkah s pomočjo uporabe posebnih stekel ali tekočin z

nenavadnimi optičnimi lastnostni

► prednosti refraktorjev: ostra in kakovostna slika

► slabosti refraktorjev : visoka cena apokromatskih objektivov barvna napaka akromatskih objektivov premer objektiva je navzgor omejen na 1 meter

1/f = 1/f1 + 1/f2

shema refraktorja

prikaz barvne napake odvisnost barvne napake od valovne dolžine pri apokromatu

Reflektor

► teleskop, ki za objektiv uporablja vbočeno zrcalo► osnovni tipi:

Gregory (obe zrcali sta vbočeni) Newton (parabolično ali sferično primarno zrcalo, ravno sekundarno zrcalo) Cassegrain (parabolično primarno, hiperbolično sekundarno zrcalo) Ritchey-Chretien (obe zrcali hiperbolični, namenjen profesionalni rabi) Dall-Kirkham (eliptično primarno zrcalo in izbočeno sferično sekundarno zrcalo) Schiefspiegler (nagnjeno primarno zrcalo)

► prednosti reflektorjev: nizka cena ni barvne napake območje delovanje zajema večji razpon valovnih dolžin enostavna izdelava

► slabosti reflektorjev: optične napake proti robu vidnega polja (koma, ukrivljenost polja)

shema Newtonovega tipa

shema Nasmyth izvedbe Cassegrainovega tipa

shema Cassegrainovega tipa

Katadioptrični teleskop

► objektiv je kombinacija reflektorja in refraktorja

► osnovna tipa: Schmidt-Cassegrain (Schmidtova korekcijska leča za odpravo sferične

aberacije)

Maksutov-Cassegrain (močno ukrivljena korekcijska leča s sferičnima površinama, sekundarno zrcalo je kar aluminiziran del korekcijske leče)

► prednosti: ni izrazite barvne napake in kome

cenejši kot apokromatični teleskop

► slabosti: dražji od močno razširjenega Newtonovega tipa teleskopa

shema tipa Schmidt-Cassegrain

shema tipa Maksutov-Cassegrain

Zgodovinski mejniki► prvi teleskop, verjetno Lippershey (1608)

► uporaba teleskopa v astronomske namene, Galilei (1609)

► prvi uporabni zrcalni teleskop, Newton (okoli 1670)

► lečni teleskop brez barvne napake, Taylor (po letu 1890)?

► največji lečni teleskop na svetu (102 cm premera), observatorij Yerkes (1897)

► teleskop tipa Ritchey-Chretien (po letu 1910)

► teleskop tipa Schmidt-Cassegrain (prva polovica 20. st.)

► Haleov teleskop (508 cm premera) na gori Palomar (1948)

► Hubblov vesoljski teleskop (240 cm premera) (1990)

► Švedski sončni teleskop na otoku La Palma (premer 1 m) (z adaptivno optiko leta 2005)

► Zelo velik teleskop (VLT), štirje 8-metrski teleskopi na gori Paranal v Čilu (2006)

Okular

► večlečni element, ki dejansko navidezno poveča sliko

► nekateri najpogostejši tipi: Huygens (dve polkonveksni leči, izrazite optične napake) Kellner (trilečni, dokaj razširjen pri cenejših telekskopih) ortoskopski (štirilečni, odlična ostrina, a majhno vidno

polje) Erfle (petlečni, 60° veliko vidno polje, udoben za

opazovanje, a razmeroma izrazite optične napake) Plössl (vsaj štirilečni, veliko vidno polje, najbolj razširjen

tip) Nagler (več kot 80° široko zorno polje)

shema različnih tipov okularjev (slika je vzeta s strani: http://www.jb.man.ac.uk/public/viewtels.html)

Nastavitve

► altazimutna: možno premikanje po vodoravni in navpični osi enostavna in poceni

► nemška ekvatorialna: možno sledenje nebesnim objektom po eni osi večja teža zaradi protiuteži

► viličasta ekvatorialna možno sledenje nebesnim objektom po eni osi neprimerna za daljše cevi možni dve legi cevi pri opazovanju vsakega objekta (udobnost!)

► Dobsonova posebna izvedba altazimutne nastavitve najcenejša, običajno iz lesa

Dobsonova nastavitev (slika je vzeta s strani http://library.thinkquest.org/21008/data/sky/telescope_mounts.html)

Viličasta ekvatorialna nastavitev (slika je vzeta s strani http://members.aol.com/_ht_a/billferris/align4.html)

nemška viličasta nastavitev (slika je vzeta s strani www.singularsci.com)

Optične napake

► sferična aberacija: gorišče ni enako za robne in centralni snop

žarkov problem predvsem pri kratkogoriščnih

refraktorjih

► koma žarki, ki niso vzporedni z optično osjo

objektiva, nimajo skupnega gorišča (zvezde izgledajo kot kometi)

neodpravljiva Napaka paraboličnih zrcal

► kromatična aberacija (barvna napaka) goriščna razdalja je odvisna od valovne

dolžine vpadne svetlobe barvni haloji okoli svetlejših objektov

► astigmatizem goriščna razdalja je odvisna od ravnine,

objektiv ima obliko “čolna” (neostra slika v eni smeri, ostra v pravokotni smeri)

► popačenje polja: slika izgleda vbočena, izbočena, sodčasta,

…

pot žarkov pri sferični aberaciji

vidna posledica astigmatizma

Pomembna dejstva

► svetlobna moč je odvisna od premera objektiva

► mejna magnituda zvezd, ki jih še lahko vidimo, je odvisna predvsem od premera objektiva in svetlosti nebesnega ozadja

► Povečava je odvisna od goriščne razdalje objektiva (F) in okularja (f):

► Največja koristna povečava je odvisna od premera objektiva (uklon!) in atmosferskih pogojev (vidnost in vidljivost!)

povečava = F / f

Viri in literatura

► http://www.europa.com/~telscope/atsabstr.txt

► http://en.wikipedia.org/wiki/Telescope

► http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/teleskopi.html

► http://www.jb.man.ac.uk/public/viewtels.html

Andromedina galaksija

►najsvetlejša galaksija severnega neba

►spiralna galaksija podobna Rimski cesti

►oddaljenost 2,9 milijona svetlobnih let

►dve spremljevalni galaksiji

Planetarna meglica M57

►ostanek odmrle zvezde, po velikosti podobne Soncu

►prvi opazil francoski astronom Darquier leta 1779

►v sredini zelo vroča zvezdica (površinska temperatura 100000 °C)

►oddaljena 1400 svetlobnih let

►navidezna velikosti podobna Jupitrovi, svetlost 8,8 m

Kroglasta kopica M13

►najsvetlejša kroglasta kopica severnega neba

►Odkril jo je Halley leta 1714

►milijon zvezd

►oddaljenost več kot 20000 svetlobnih let

►starost 10 milijard let