• csillagaszat.hu
    csillagászat.hu
    Csillagászati hírportál
    bdsm forum

    01 – A lencsés távcsövek







    Galilei-féle lencsés távcső

    A teleszkóp első megjelenési formája holland optikusok, majd Galileo Galilei által 1609-ben, lencsékből felépített távcső volt. Ez az optikai rendszer, két lencséből áll, egy domború (konvex) objektívből és a mögötte elhelyezkedő homorú (konkáv) szemlencséből. A homorú lencsét az objektív fókuszpontján belül találjuk meg.

    Ez a lencsés távcső, egyenes állású képet ad, de a látómező mérete a többi lencsés távcsőben megfigyelhető elrendezéshez képest meglehetősen pici. Manapság ezt a rendszert kutató munkára nem használják, mert az egyszerű lencsék miatt számos optikai hibával terhelt képet ad, de színházi távcsőként ma is közkedvelt.  


    Galilei-féle lencsés távcső

      

    Kepler-féle lencsés távcső

    A refraktorok továbbfejlesztett változata a Kepler-féle lencse elrendezés. Ez az optikai rendszer tekinthető a mai lencsés teleszkópok ősének. Itt is két fő lencsét találunk, de a Galilei-féle elrendezésben szereplő homorú lencse helyett domború lencsét használunk, mely az objektív primér fókusza mögött van. Ennek következményeként fordított állású képet kapunk, de ez egyáltalán nem okoz nehézséget a csillagászati megfigyeléseknél.


    Johannes Kepler

    Tulajdonképpen az okulár és az objektív fókusza egy pontba esik, ezért a a távcsőbe párhuzamosan érkező sugarak a szemlencsét szintén párhuzamosan hagyják el. A teleszkóp nagy előnye a Galilei-távcsővel szemben, hogy a látómezeje sokkal nagyobb, igaz ehhez a távcső tubushosszát meg kellett növelni.


    Kepler-féle távcső fénymenete

    A mindennapi életben használatos duplacsövű távcsövek (binokulárok) jól használhatók csillagászati megfigyelésekhez is. Ezek nem fordított, hanem egyenes állású képet adnak. A jelzésük: pl. 20×60, ez azt jelenti, hogy 20-szoros a nagyítása és 60 mm-es a fő lencse, az objektív átmérője  


    Binokulár távcsövek


    A fény útja a binokulár távcsőben    

    A két lencsés távcső fénymenetének összehasonlítása

    A nagyítást az objektív és az okulár lencse fókusztávolságának hányadosa adja: N=F/f. Ha a nagyítást növelni akarjuk, akkor az okulárt kicseréljük egy kisebb fókuszúra. Általában legfeljebb akkora nagyításra érdemes törekedni, mint ahány milliméter átmérőjű a fő lencse, az objektív.  


    Lencsés távcső fénymenete


    A Lick Obszervatórium 36 inches(91 cm-es) refraktorja


    A Yerkes Obszervatórium 102 cm-es refraktorja a legnagyobb lencsés távcső, középen Einstein  

    Okulárok

    Mivel a távcső fontos részét képezi az okulár, ezért mindenképpen érdemes pár okulár típust bemutatni. 1703-ban Christiaan Huygens alkotta meg a két síkdomború lencséből álló Huygens-okulárt. Ez az okulár még elég sok hibával terhelt, mint például a szférikus és kromatikus abberáció, képgörbület. A következő említésre méltó típus a Ramsden-okulár. 1783-ban állította össze Jesse Ramsden két azonos fókusztávolságú, síkdomború lencséből. Ennél az okulárnál már a lencsék távolságát változtatva a hibák mértéke is befolyásolható. 1849-ben készült el az első akromatikus okulár, a Kellner-okulár. Itt egy síkdomború lencse van egy ragasztott akromáttal párosítva, így nagyon jól korrigálja a színi hibát.

    Az egyik legkedveltebb típus az 1880-ban Ernst Abbe által megtervezett orthoszkopikus okulár. Ez már három ragasztott lencséből és egy síkdomború szemlencséből áll. Ez már szinte a tökéletes okulár, hiszen a legtöbb hiba típust nagyon jól korrigálja. A Plössl-okulárnál akromatikus mezőlencse és szemlencse található. Ezeken az okulárokon kívül van még több más típus is, például a nagy látómezővel rendelkező Erfle- és a Nagler-okulár. Ezek 60o-80o-os látómezővel rendelkeznek. A látómező egésze jól korrigált. A korrekcióhoz speciális üveganyag és sok optikai elem szükséges, így ez a típus elég drága.


    Okulárok

    A lencsés távcsövek optikai hibái    

    A lencsés távcsövek hátránya, hogy a lencsék használata sok optikai hibát okoz az égitestek leképezésénél. Két fő hibát említhetünk, a szférikus- és kromatikus aberrációt. Ezt a két hibát a lencseobjektív esetében ma már le lehet csökkenteni. Az objektívnek használt egyszerű lencsét egy olyan összetett lencsére cserélve, mely minimum két, különböző törésmutatójú gyűjtő és szórólencse tagból áll, ezeket a hibákat kiküszöbölhetjük. A két- vagy háromtagú lencséket szokták akromátnak hívni, míg a különösen kis színi hibájú, speciális üvegből készült objektívet apokromátnak.      

    Szférikus aberráció (gömbi hiba)

    A gömbfelületű lencse szélein áthaladó, vagy gömbi tükör szélén visszaverődő fénysugár nagyobb eltérítést szenved, mint az optikai tengelyhez közelebb elhaladó, ezért végeredményként nem egy pont lesz a fókusz. Ez a jelenség akkor is tapasztalható, ha a leképezéshez monokromatikus fényt használunk.


    Szférikus aberráció

    Kromatikus aberráció (színi hiba)

    Ez a hiba monokromatikus fény esetén nem jelentkezik. Viszont fehér fényt alkalmazva azt látjuk, hogy a kapott kép nem egyformán fehér, hanem a kép belső része kékesebb, míg a széle felé vörösebb (vagy fordítva, a lencsétől mért távolságtól függően). Ez annak köszönhető, hogy a különböző hullámhosszú fénysugarakat a lencse másként téríti el, hiszen a hullámhossztól függ az üveg törésmutatója. (A prizma is ezért bontja fel a fényt.) Legerősebben a kék, legkevésbé a vörös fény törik meg.  


    Kromatikus aberráció  

    Kóma hiba

    Az optikai tengelytől messzebb elhelyezkedő pontok képe nem gömbszimmetrikus folt, hanem almamag alakú lesz. Ennek oka, hogy a nagyon ferdén, nagyobb nyílásszöggel érkező sugarak másként térülnek el a lencsén.

    Ezen hibákon kívül felléphet még az asztigmatizmus, amikor az optikai tengellyel nem párhuzamosan érkező fénysugárnál nem pontszerű lesz a fókusz. A nem pontosan csiszolt lencséknél és tükröknél további optikai hibák, képgörbület és torzítás lépnek fel.


    Egy csillag elhajlási képében az intenzitáseloszlás

    A csillagászati felvételeken jól látható, hogy különösen a fényes csillagok esetében a képük nem pontszerű, hanem egy folt, körülötte egyre halványabb gyűrűkkel. Ennek az oka az, hogy a távcső kerek belépő nyílásán elhajlik a fény, ezért a pontszerű csillag diffrakciós képe jelenik meg. A csillagok 4 ágúaknak látszanak, amit a távcső segédtükrét tartó 4 rúdon való fényelhajlás okoz.


    Diffrakciós gyűrűk egy csillag képénél


    Egy csillag ágai a fényelhajlás miatt

    Ez a bejegyzés Összetett optikai eszközök - távcsövek kategóriában van. Link könyvjelzője.
    • Magyarország megújul