Telescopi refractor
Un telescopi refractor és un sistema òptic centrat, que capta imàgens d'objectes lluntans utilisant un conjunt de lents en les que la llum es refracta. La refracció de la llum en la lent de l'objectiu fa que els rajos paralels, procedents d'un objecte molt alluntat (en el infinit), convergixquen sobre un punt del pla focal. Açò permet mostrar els objectes lluntans majors i més lluents.
Este tipo de telescopis són molt comuns en la astronomia para aficionats i en alguns telescopis solars (per als que s'usen filtres), i durant casi 300 anys (entre 1600 i 1900 aproximadament) es varen convertir en el principal tipo d'instrument de treball dels més destacats observatoris del món. No obstant, existixen importants dificultats tècniques que impedixen realisar telescopis refractors d'àmplies dimensions i de gran obertura, ya que resulta difícil elaborar lents útils de gran tamany i suficientment llaugeres per a ser utilisades com a objectius. Per un atre costat, existixen problemes de calitat de l'image per menudes bombetes d'aire atrapades en el cristal de la lent principal, i ademés, el material de la lent resulta opac a determinades llongituts d'ona, per lo que es pert sensibilitat en algunes parts de l'espectre lumínico. La majoria d'estos problemes es resolen utilisant un telescopi reflector.
El problema de l'aberracions cromàtiques es corrig parcialment en lents apocromáticas, encara que este tipo de telescopi té un elevat preu.
Resenya històrica
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Història del telescopi.
El telescopi refractor va ser el primer tipo de telescopi òptic i la seua invenció no pot ser atribuïda en precisió. Alguns escrits sugerixen que s'havia desenrollat un prototip en la década de 1550, pero els primers eixemples descrits explícitament vénen d'Itàlia (1590) i del nort d'Europa (Països Baixos, al voltant de 1608). Giambattista della Porta ho menciona en el seu llibre La Magie naturelle (1589). Posteriorment, vàries persones varen tractar d'obtindre una palesa: Hans Lippershey, qui va anar el primer en fer una demostració concreta d'un en una magnificación de tres auments a finals de setembre de 1608; Zacharias Janssen, que va fabricar un instrument que hauria venut en la fira d'autumne en Fráncfort en setembre de 1608; i Jacob Metius d'Alkmaar. Este últim és recolzat per Descartes, que parla en 1637 d'esta invenció en el començ del seu Dioptrique:
| Pero, per a vergonya de les nostres ciències, esta invenció, tan útil i admirable, no ha segut trobada primerament més que per experiència i fortuna. Fa al voltant de trenta anys, un home cridat Jacques Metius, de la ciutat de Alkmaar en Holanda, un home que mai havia estudiat, a pesar de que tenia un pare i un germà que varen fer professió de les matemàtiques, pero que tenia un plaer especial en fer espills i lents lluentes, component-les inclús en hivern en el gèl, aixina que l'experiència ha demostrat que es pot fer, tenint en esta ocasió varis vidres de diferents formes, va pensar per gust en mirar a través de dos, sent un una miqueta més gros en el centre que en els extrems, i l'atre al contrari molt més gros en els extrems que en el centre, i els va aplicar tan feliçment en abdós extrems d'una canonada, que la primera de les lents de que parlem, va anar aixina composta. | Mais, à la honte de nos sciences, cette invention, si utile et si admirable, n'a premièrement été trouvée que parell l'expérience et la fortune. Il i a environ trente ans, qu'un nommé Jacques Metius, de la ville d'Alkmaar en Hollande, homme qui n'avait jamais étudié, be qu'il eût un père et un frère qui ont fait profession dones mathématiques, mais qui prenait particulièrement plaisir à faire dones miroirs et verres brûlants, en composant même l'hiver avec de la glace, ainsi que l'expérience a montré qu'on en peut faire, ayant à cette occasion plusieurs verres de diverses formes, s'avisa parell bonheur de regarder au travers de deux, dont l'un était un peu plus épais au milieu qu'aux extrémités, et l'autre au contraire beaucoup plus épais aux extrémités qu'au milieu, et il els appliqua si heureusement aux deux bouts d'un tuyau, que la première dones lunettes dont nous parlons, en fut composée. |
Una volta que el telescopi va ser conegut i va començar a estendre's, vàries persones, entre elles Thomas Harriot i Christoph Scheiner, ho varen enfocar cap al cel a principis de 1609 per a observar objectes celests. Pero va ser Galileo Galilei qui, des d'agost de 1609,[1] va establir realment el telescopi com a instrument d'observació astronòmica per al conjunt dels seus descobriments celests i, especialment, per la mirada nova que va dur al cel i als objectes que contemplava, maravillándose dels fenomens que vea i estudiava. Galileo, estant en Venècia aproximadament en el més de maig, s'havia enterat de l'invenció i havia construït una versió pròpia. Va comunicar llavors els detalls de la seua invenció en públic i va presentar el seu propi instrument al dogo Leonardo Donato en una sessió davant el consell. Va construir les seues pròpies lents i en un principi els va donar un aument de sis en lloc de tres, per a anar aumentant gradualment a 20 i despuix a 30.
La primera representació coneguda d'un telescopi és una obra de Jan Bruegel el Vell, Paysage sur li château de Mariemont, en la que el archiduc Alberto de Habsburgo té l'instrument.
Segons alguns investigadors, qui supostament hauria inventat el telescopi seria l'òptic català Juan Roget en 1590, l'invent del qual hauria segut copiat per Zacharias Janssen.[2][3]
Despuix dels dissenys pioners de Galileo, a mida que es varen construir telescopis cada volta més potents, el problema de la aberració cromàtica va supondre un greu factor limitante de la seua calitat d'image. Per a evitar este problema es varen desenrollar els telescopis keplerianos dissenyats en enormes distàncies focals, factor que els feya molt poc manejables. Estes llimitacions dels telescopis refractors varen dur al primer desenroll dels telescopis d'espill, que a finals de el XVIII havien alcançat un considerable alvanç de la mà de William Herschel.
No obstant, el progrés del disseny de lents acromàtiques de la mà de John Dollond durant el XVIII, va posar les bases de l'época dels grans refractors, que es va iniciar en 1820 en el primer telescopi refractor acromàtic de 9 polzades construït per Joseph von Fraunhofer per al Observatori de Dorpat, en Estònia. Els problemes de manteniment dels espills metàlics de l'época, varen fer que els instruments refractors passaren a ser de nou els favorits dels astrònoms.
A lo llarc de el XIX es va produir la fundació de numerosos observatoris per tot lo món (tant estatals com a privats), que competien per posseir el millor telescopi, lo que es va traduir en una "carrera" per fabricar lents de major diàmetro cada volta. Aixina, en els 80 anys transcorreguts entre 1820 i 1900, es va passar dels 22,8 cm de diàmetro del telescopi de Fraunhofer, als 125 cm del Telescopi de la Gran Exposició Universal de París (1900), en el que es va alcançar el llímit tècnic dels refractors, condicionats per dificultats de fabricació i pel problema del flechado de les lents.
Durant este periodo, un grapat de destacats constructors varen cimentar el seu prestigi en ambicioses realisacions, com G. & S. Merz (empresa continuadora de l'obra de Fraunhofer); John Brashear; Carl Zeiss; els germans Henry; o Alvan Clark & Sons (fabricant en 1897 de la major lent encara en servici, la del telescopi del Observatori Yerkes, en 102 cm de diàmetro).
A pesar de l'auge dels telescopis reflectores durant el XX (gràcies primer a la millora de les tècniques del plateado d'espills a finals de el XIX, i posteriorment al desenroll de les tècniques d'espills segmentats recolzades en l'alvanç dels ordenadors), realisacions com el telescopi refractor de 98 cm de diàmetro del Observatori del Roque dels Chicons inaugurat en l'any 2002, confirmen que este tipo d'instruments seguixen mantenint la seua vigència en determinades tasques astronòmiques, com l'observació solar.
Dissenys de telescopis refractors
[editar | editar còdic]Tots els telescopis refractors usen els mateixos principis. La combinació de lents del objectiu i d'algun tipo d'ocular s'ampra per a reunir més llum de la que l'ull humà és capaç d'arreplegar per sí mateixa, per a presentar a l'observador una image virtual aumentada i en major lluentor i claritat.
L'objectiu en un telescopi refractor servix per a que rajos de llum paralels a l'eix de l'instrument somesos al fenomen físic de la refracció convergixquen en un punt focal; mentres que els no paralels convergixen en un pla focal. El telescopi convertix un fes de rajos paralels que formen un àngul α en el seu eix òptic en un segon fes paralel en un àngul β. La relació β/α es denomina ampliació angular. És igual a la relació entre els tamanys d'image en la retina obtinguts en i sense el telescopi.[4]
Els telescopis refractors poden adoptar moltes configuracions diferents per a corregir l'orientació de l'image i els tipos d'aberració. Degut a que l'image es forma per mig de la flexión de la llum o refracció, estos instruments òptics es denominen "telescopis refractors" o simplement "refractors".
Telescopi galileano
[editar | editar còdic]El disseny de Galileo Galilei utilisat en 1609 és comunament cridat telescopi galileano. Va utilisar una lent convergent en l'objectiu (pla-convexa) i una lent divergent (pla-cóncava) en l'ocular (Galileo, 1610).[5] Un telescopi galileano, ya que el disseny no té foc intermig, dona lloc a una image no invertida i vertical.
El millor telescopi de Galileo conseguia una magnificación de 30 voltes. Pels defectes en el seu disseny, com la forma de la lent i l'estret camp de visió, les imàgens estaven borrosas i distorsionades. A pesar d'estos defectes, el telescopi encara era lo suficientment bo com per a que Galileo explorara el cel. El telescopi galileano podia detectar les fases de Venus, i va ser capaç de vore cràters en la Lluna i quatre llunes orbitando Júpiter.
Els rajos paralels de llum procedents d'un objecte distant (i) són duts a un punt en el pla focal de l'objectiu (F' L1 / i'). La lent (divergent) de l'ocular (L2) intercepta estos rajos i els fa paralels una volta més. Els rajos de llum no paralels procedents de l'objecte que es desplaça en un àngul α1 sobre l'eix òptic es desplacen a un àngul major (α2>α1) despuix de passar a través de l'ocular. Açò conduïx a un aument en el tamany angular aparent i és responsable de l'ampliació percebuda.
L'image final (i') és una image virtual, ubicada en l'infinit i en la mateixa forma que l'objecte.
Telescopi kepleriano
[editar | editar còdic]El telescopi kepleriano, inventat per Johannes Kepler en 1611, és una millora del disseny de Galileo.[6] Utilisa una lent convexa en l'ocular en lloc de la cóncava del model de Galileo. La ventaja d'esta disposició és que els rajos de llum que emergixen de l'ocular són convergents. Açò permet un camp de visió molt més ampli i un major detall, pero l'image per a l'espectador s'invertix. En este disseny es poden alcançar auments considerablement més alts, pero per a superar les aberracions, la lent simple de l'objectiu necessita tindre un relació focal f molt alta (Johannes Hevelius va construir instruments en una distància focal de 46 m, i inclús es varen construir "telescopis aéreus" sense tubo en majors distàncies). El disseny també permet l'us d'un micrómetro en el pla focal (utilisat per a determinar el tamany angular i/o la distància fins als objectes observats).
Refractors acromàtics
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Telescopi acromàtic.
La lent refractiva acromàtica va ser inventada en 1733 per un advocat anglés cridat Chester Moore Hall, encara que va anar independentment inventada i patentada per John Dollond al voltant de 1758. El disseny va superar la necessitat de llongituts focals molt llargues en els telescopis refractors usant un objectiu confeccionat en dos peces de vidre en diferents índexs de dispersió, "vidre crown" i "vidre flint", llimitant els efectes de la aberració cromàtica i de la aberració esfèrica. Els dos costats de cada peça són amolados i poliments, i després les dos peces es ensamblan juntes. Les lents acromàtiques es dissenyen per a que dos longitudesd d'ona (típicament el roig i el blau) s'enfoquen en el mateix pla. L'era dels grans refractors en el XIX va vore la fabricació d'enormes lents acromàtiques, culminant en el refractor acromàtic més gran jamai construït, el Telescopi de la Gran Exposició Universal de París (1900), en el que es va utilisar una lent de 125 cm de diàmetro.
Refractors apocromáticos
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Lent apocromática.
Els refractors apocromáticos tenen objectius construïts en materials especials de dispersió extraordinàriament baixa. Estan dissenyats per a enfocar tres llongituts d'ona (típicament roig, vert i blau) en el mateix pla. L'error de color residual (espectre terciario) pot ser fins a un orde de magnitut menor que el d'una lent acromàtica. Tals telescopis contenen elements de fluorita o vidre especial de dispersió extra-baixa (ED) en l'objectiu i produïxen una gran nitidea d'image que està pràcticament lliure d'aberració cromàtica.[7] Pels materials especials necessaris en la fabricació, els refractors apocromáticos són generalment més cars que els telescopis d'atres tipos en una obertura comparable.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ La primera volta es va produir de forma oficial el 21 de maig des d'un campanar, davant del Dogo Leonardo Donato i els membres del Senat de Venècia
- ↑ «Un estudi atribueix l'invent del telescopi a l'òptic gironí Joan Roget». Diari de Girona. Consultat el 12 de maig de 2013.
- ↑ «El somni del telescopi català». Avui. Archivat des d'el original, el 24 de setembre de 2008. Consultat el 12 de maig de 2013.
- ↑ Stephen G. Lipson, Ariel Lipson, Henry Lipson, Optical Physics 4th Edition, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-49345-1
- ↑ Sidereus Nuncius or The Sidereal Messenger, 1610, Galileo Galilei et al., 1989, pg. 37, The University of Chicago Press, Albert van Helden tr., (History Dept. Rice University, Houston, TX), ISBN 0-226-27903-0.
- ↑ Tunnacliffe, AH. Optics, Kent, England, pp. 233–7. ISBN 0-900099-15-1.
- ↑ «Starizona's Guide to CCD Imaging». Starizona.com. Archivat des d'el original, el 17 d'octubre de 2013. Consultat el 17 d'octubre de 2013.
Referències
[editar | editar còdic]- Este artícul conté una traducció derivada de «Telescopio refractor» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.