Quali sono le specifiche delle parti di un telescopio?

Galileo puntò per primo un telescopio verso i cieli più di 400 anni fa. Con un'apertura di 15 mm e un ingrandimento di 21x, il suo telescopio rivelò lune attorno a Giove e le fasi di Venere. I telescopi odierni sono quasi inimmaginabilmente più potenti. Il Thirty-Meter Telescope attualmente in sviluppo, ad esempio, ha quasi 4 milioni di volte la capacità di raccolta di luce. Guardando i due strumenti affiancati, sarebbe difficile credere che abbiano molto in comune, ma tutti i telescopi condividono alcune caratteristiche chiave.

Attraverso il vetro: telescopi rifrattori

La prima caratteristica ovvia di un telescopio è la sua costruzione. Può essere un telescopio rifrattivo costruito con lenti o un telescopio riflettente, che usa specchi curvi per raccogliere e focalizzare la luce. I telescopi rifrattori hanno una grande lente a un'estremità di un tubo, con una lente più piccola o oculare all'estremità opposta. Le lenti stesse sigillano il tubo dall'ambiente, il che li rende relativamente facili da maneggiare. Ma i rifrattori focalizzano la luce di colori diversi in modo diverso, sfocando l'immagine, e le lenti grandi diventano molto pesanti.

Fuori dallo specchio: telescopi riflettori

I telescopi riflettori sono costruiti con un grande specchio focale a un'estremità di un tubo di supporto, con specchi aggiuntivi per focalizzare o piegare la luce verso un oculare. L'estremità del tubo opposta allo specchio è aperta, il che li rende più difficili da mantenere. I riflettori non soffrono dell'aberrazione cromatica dei rifrattori, e le superfici degli specchi possono essere sagomate appositamente per minimizzare molte altre aberrazioni ottiche che altrimenti degraderebbero l'immagine.

Apertura

L'apertura è la dimensione dell'obiettivo del telescopio, solitamente il diametro di una lente obiettivo circolare o dello specchio primario. Anche se le persone pensano spesso che l'alto ingrandimento sia la caratteristica più importante di un telescopio, non lo è davvero. L'area di raccolta determina quanta luce può essere raccolta, e questo limita in ultima analisi le prestazioni del telescopio.

Ingrandimento

L'ingrandimento di un telescopio è definito dal rapporto tra la lunghezza focale del "frontale" divisa per la lunghezza focale dell'oculare. Il frontale per la maggior parte dei telescopi consumer è semplicemente la lente obiettivo o lo specchio primario. Un obiettivo da 500 mm di lunghezza focale usato con un oculare da 25 mm darà un ingrandimento di 20x. L'alto ingrandimento può essere buono per osservare i pianeti, ma poiché tutte le stelle sono troppo lontane per essere viste come qualcosa di diverso da "punti", non aggiunge molto per la maggior parte delle osservazioni.

Campo visivo

Il campo visivo è anche una funzione della lunghezza focale del telescopio e dell'oculare. Gli oculari hanno un campo visivo intrinseco, dato nelle loro specifiche, e solitamente indicato direttamente sul corpo. Per trovare il campo visivo effettivo, dividere il campo dell'oculare per l'ingrandimento. Quindi, se l'oculare da 25 mm nel telescopio sopra ha un campo di 50°, il campo del telescopio è 50° / 20 = 2,5°.

Tipo

Innovazioni, grandi e piccole, hanno ottimizzato i design dei telescopi per applicazioni specifiche. Ci sono rifrattori galileiani e kepleriani, riflettori newtoniani e Cassegrain, design catadiottrici Schmidt e Maksutov che combinano lenti e specchi. Alcuni sono progettati per essere leggeri, alcuni per campi visivi molto ampi, alcuni per facilità di produzione.

Qualità del fronte d'onda

La qualità dell'immagine di un telescopio è limitata dalla dimensione dell'apertura e dalle condizioni meteorologiche nel cielo, ma può anche essere limitata dall'ottica stessa. Ci sono obiettivi telescopici "buoni" e "cattivi". La qualità degli elementi è solitamente espressa in "errore di fronte d'onda" o "errore di superficie", misurato in unità di 632 nanometri, o miliardesimi di metro, di luce. Quindi uno specchio con errore di superficie picco-valle di lambda/4 significa che differisce dalla sua forma ideale di meno di un quarto di lunghezza d'onda della luce visibile. Sembra buono, ma l'astronomo amatoriale serio probabilmente insisterà su lambda/10.