Vse o refrakcijskih teleskopih

Kakšno asociacijo ima večina ljudi ob besedi "teleskop"? Najverjetneje si predstavljajo lečni refraktor – dolgo cev in lečo. Zato se bomo danes podrobneje posvetili tej vrsti optične tehnologije.

Začnimo z malo teorije. Namen teleskopa je čim večja povečava in jasna vizualizacija predmeta opazovanja. Vse naprave so razdeljene na reflektorje in refraktorje. Najenostavnejša vrsta tehnike je refraktor. Načelo njihovega delovanja temelji na lomu svetlobe v trenutku, ko žarki prehajajo skozi leče.

Najenostavnejši modeli vključujejo par leč. Eden od njih igra vlogo leče, ki je odgovorna za lom žarkov in njihovo kasnejšo fiksacijo v eni točki. Drugi ni nič drugega kot navaden okular, ki vam omogoča ogled nastale slike.

Tako daje leča teleskopske naprave močno zmanjšano vizualizacijo oddaljenega predmeta. Od tam vstopi slika v okular, ki deluje po analogiji s povečevalnim steklom. Pri nekaterih modelih okular ni nameščen vzdolž osi tubusa, ampak je pritrjen pravokotno. V tem primeru gre slika iz leče v okular skozi lomno lečo.

Razumeti morate razliko med refraktorjem in reflektirnim teleskopom. Glavni sestavni del reflektorja je konkavno zrcalo. Vse žarke združi v en sam žarek, nato pa ga s sistemom dodatnih zrcal in prizem preusmeri v okular. Številni modeli tukaj predvidevajo tudi pravokotni okular, opremljen z lomno lečo.

Takšni modeli ne zahtevajo dodatne konfiguracije. Vse, kar se zahteva od uporabnika, je fokusiranje. Hkrati je svetilnost optike omejena, kar otežuje opazovanje šibko svetlečih nebesnih teles. Najbolje je opazovati Luno, zvezde dvojčice in planete skozi refraktor v jasni noči.

Prednosti refraktorjev vključujejo številne dejavnike.

• Sposobnost prenosa levjega deleža zbranih svetlobnih žarkov v okular. To jih ugodno razlikuje od zrcalnih reflektorjev.

• Z enakim premerom leče je slika v refraktorjih jasnejša in svetlejša kot v reflektorjih. To je posledica večje prepustnosti svetlobe.

• Refraktorji ne zagotavljajo sekundarnega zrcala, skriva del uporabnega prostora leče. Poleg tega je potek svetlobnih žarkov tukaj usmerjen neposredno v okular. Ne odbija se večkrat od ogledal, oziroma se jasnost in kontrast slike ne poslabšata.

• Vsi deli so trdno pritrjeni, tako da leč ni treba nastavljati. Ohišje je trdno zaprto - to ustvarja učinkovito zaščito pred prahom. Reflektorji te prednosti nimajo.

Hkrati pa imajo refraktorji tudi svoje slabosti.

Prvič, to je tako imenovani kromatizem - kromatična aberacija, to je popačenje. Učinek se kaže v pojavu barvnega sijaja okoli zadevnega predmeta. Čim močneje sije nebesno telo, tem večji bo ta sij. Poleg tega se kromatizem povečuje premosorazmerno s premerom leče, povečuje pa se tudi z zmanjšanjem goriščne razdalje.

Ta pojav je privedel do dejstva, da visokozmogljiva povečava ni na voljo na poceni modelih refraktorjev. Prvi astronomi so se poskušali boriti proti kromatski aberaciji z ustvarjanjem takšnih teleskopov, v katerih je bila goriščna razdalja nekaj metrov.

Refraktorji imajo omejeno odprtino. Zato je priporočljivo kupiti model, katerega premer se začne od 120 mm ali več. Vendar pa od tega praga cena optike močno poskoči. In če je zaslonka majhna, bodo predmeti globokega neba videti zatemnjeni. Zato je obseg refraktorjev omejen na svetle objekte, kot je Luna.

Prvi model teleskopskega refraktorja je leta 1609 ustvaril slavni znanstvenik Galileo. Slavni astronom je izvedel, da so Nizozemci ustvarili vohunsko steklo, lahko izračunal skrivnost njegove naprave in na njeni podlagi izumil prvi model teleskopa, ki so ga ljudje začeli uporabljati za spoznavanje nebesnih teles. Zaslonka te naprave je bila 4 cm, faktor povečave 3, goriščna razdalja pa približno 50 cm.

Seveda tega modela ni mogoče imenovati popolnega. Po svojih tehničnih parametrih močno zaostaja za sodobno optiko. Toda kljub temu je Galileo že v prvih dveh letih opazovanja neba uspel najti lise na Soncu, gore na Luni in 4 Jupitrove lune. Videl je tudi par "priveskov" blizu planeta Saturn. Res je, da znanstveniku ni uspelo ugotoviti narave tako neverjetnega pojava - kasneje je bilo dokazano, da so to obroči, ki obdajajo planet.

V 4 stoletjih so bili refrakcijski teleskopi večkrat izboljšani in posodobljeni. Sodobne naprave se zelo razlikujejo od prvih modelov. Spoznajmo najbolj znane različice.

Zasnova Galilejevega teleskopa je temeljila na uporabi dveh leč. Divergentni je deloval kot okular, zbiralni pa kot objektiv. Takšna struktura je omogočila pridobitev neobrnjene ravne slike. Vendar je bil močno popačen. Do danes tak model ni v povpraševanju, čeprav ga je mogoče najti v gledaliških daljnogledih.

Leta 1611 je Johannes Kepler nekoliko izboljšal Galilejev izum. Da bi to naredil, je spremenil divergentno lečo v okularju v konvergentno - na ta način se je povečalo vidno polje, vendar je bila slika prenesena obrnjena. Prednosti refraktorja Kepler vključujejo prisotnost vmesne slike, njegova ravnina je omogočila namestitev merilne lestvice v napravo.

V bistvu so vsi sodobni modeli teleskopov zgrajeni po tipu Keplerjevih cevi.Njihove pomanjkljivosti vključujejo le učinek kromatske aberacije, ki so ga dolga leta poskušali izravnati z zmanjšanjem velikosti relativne odprtine cevi.

Razmere so se spremenile leta 1758, ko so v Angliji ustvarili akromatične refraktorje.. Za osnovo je bila vzeta Galilejeva shema, vendar so bile leče zamenjane - zasnova akromatske optike predvideva posebno parno lečo z različnimi lomnimi parametri. To je v veliki meri odpravilo kromatsko aberacijo.

Najsodobnejši instrumenti so apokromatski teleskopi. Stanejo veliko več kot akromati, zato jih do 20. stoletja ni uporabljal nihče. Dajejo visoko kakovostne slike, ta učinek je dosežen z uporabo posebnih dragih materialov. Izboljšana tehnika je omogočila zmanjšanje akromatizma. Le izurjeno oko človeka, ki pogosto opazuje vesolje, lahko vidi tanko obrobo – in to le v neugodnih opazovalnih pogojih.

Oglejmo si podrobneje značilnosti najbolj priljubljenih modelov refrakcijskih teleskopov.

Ta teleskop bo odlično darilo za ljudi, ki delajo prve korake v astronomiji.. Zagotavlja obrnjeno sliko in je nameščen na azimutnem nosilcu, ki je enostaven za uporabo. Model je primeren za raziskovanje planetov sončnega sistema, preučevanje luninih kraterjev in spoznavanje kopenskih pokrajin. Omogoča vam, da razmislite o globokem vesolju, vendar je slika manj podrobna.

Še en model za otroke ali astronome začetnike, optimalen za prvo spoznavanje nebesnih teles. Teleskop je enostaven za sestavo, vsi glavni dodatki za krmiljenje refraktorja so priloženi, upravljanje pa obvladajo tudi otroci. Zmogljiva optika vam omogoča opazovanje planetov, Lune in upoštevanje zemeljskih objektov.

Leče so prevlečene in izdelane iz stekla. Zaradi tega je slika, tudi z znatnim povečanjem, kontrastna in jasna. Za preučevanje vesoljskih objektov se uporablja optični iskalnik v petkratnem približku. Ta refraktor obrne sliko na glavo. Zato je v kompletu še dodatno diagonalno električno ogledalo, ki omogoča popravljanje popačenja slike.

Azimutni nosilec je enostaven za uporabo, omogoča čim hitrejšo usmeritev refraktorja na predmet študije. Optična oprema je pritrjena na kovinsko stojalo z nastavljivo višino noge, tako da lahko opazovalec katere koli višine nastavi teleskop po svojih željah. Dodatno je na stojalo pritrjen blok za dodatke, vanj lahko namestite kompas, zemljevid zvezdnega neba ter dodatne okularje in druge predmete, potrebne za delo.

Teleskop, enostaven za uporabo, ki ga lahko uporabljate kot navaden vohunsko okno. Omogoča dober pogled na Luno in zemeljske predmete. Prednost modela je v velikem številu furnirjev in drugih dodatkov, zato jih ni treba dodatno kupovati.

Model PolarStar II 700/80AZ je zelo priljubljen.

Rekorder po dimenzijah med vsemi refrakcijskimi teleskopi je model, sestavljen v Parizu leta 1900 za svetovno razstavo. Premer njegove leče je bil 1,25 m, dolžina same cevi pa je presegla 60 m, vendar je bila optična naprava zaradi velike teže in ogromnih dimenzij pritrjena vodoravno in statično - to ni omogočalo opazovanja, tako da po 9 letih izdelek je bil razstavljen.

Največji sodobni teleskop je model, ki se nahaja na observatoriju Yerkes v Chicagu. Velikost leče objektiva ustreza 1,1 m, ta tehnika vam omogoča preučevanje celo zelo oddaljenih predmetov sončnega sistema od Zemlje. Refraktor je bil izdelan leta 1897, takrat je bil odprt tudi observatorij Yerks.

Veliki refrakcijski teleskopi se nahajajo tudi v: Potsdamskem astrofizičnem inštitutu, observatorijih Lick, Pulkovo, Greenwich, pa tudi v Nici, Archenholdu in Alleghenyju. Teleskop James Clark Maxwell, ki se nahaja v zvezni državi Havaji v ZDA, na nadmorski višini 4200 m, je prejel veliko slavo.