Telescopul refractor

Aici găsiți o trecere în revistă rapidă, de la telescoapele refractoare clasice și până la acromate.

Un tub lung și subțire orientat spre bolta cerească, prin care se privește la capătul inferior. Așa arată un telescop, nu? În parte, da. Așa își închipuie un telescop cei mai mulți oameni. Aici aflați de ce este în stare un telescop, pe lângă a fi un instrument aspectuos.

Există două tipuri de telescoape refractoare:

• telescoape Galilei
• telescoape Kepler

Ambele sisteme au o construcție simplă. Sistemul Galilei are în partea din față o lentilă convergentă, iar în partea din spate o lentilă divergentă. Aceste sisteme se folosesc cu precădere în binoclurile pentru operă. Deoarece pupila de ieșire se află în interiorul tubului (adică în fața lentilei divergente), câmpul vizual este mic și difuz la margini. Sistemul este gândit numai pentru puteri de mărire mici. Avantajul: furnizează o imagine orientată corect (care nu este răsturnată).

Telescopul Kepler mai este cunoscut și sub denumirea de telescop astronomic. La fel ca sistemul Galilei, acesta are în partea din față o lentilă convergentă. În partea din spate are însă tot o astfel de lentilă convergentă. Aceasta servește ca ocular. Telescopul Kepler furnizează o imagine răsturnată. La punctul focal, este generată o imagine intermediară. Punctul focal al obiectivului se suprapune cu punctul focal al ocularului. Ocularul, care aici este lentila convergentă individuală, oferă practic o replică mărită a imaginii intermediare.

Refractoarele „normale” mai vechi au un dezavantaj decisiv: suferă de aberații cromatice. Acest lucru înseamnă că la diferite lungimi de undă, lumina este refractată diferit. Lumina albastră, de exemplu, este refractată mai puternic prin lentilă decât lumina roșie.

Din această cauză, în jurul obiectelor observate prin telescop apar borduri de culoare inestetice. Efectul se amplifică și mai mult atunci când se dorește mărirea obiectelor. Asta nu este totul. Din cauza acestor aberații cromatice, contrastul unui refractor poate scădea dramatic.

S-a găsit și o posibilitate de a minimiza acest efect, prin proiectarea unui nou model de telescop, denumit „acromat”. Acromatul are în obiectiv nu una, ci două lentile, confecționate, de regulă, din sticlă crown și sticlă flint. Din punctul de vedere al efectului, o lentilă este convergentă, iar cealaltă divergentă. O lentilă este convexă (curbată spre exterior), iar cealaltă este concavă (curbată spre interior).

Indicele de refracție (densitatea) și dispersia diferă la cele două lentile. În acest fel, cele mai multe aberații cromatice sunt suprimate. Cu toate acestea, se mai poate constata o mică bordură de culoare, numită și „spectru secundar”. Proiectanții de optici au dezvoltat apoi un așa-numit „apocromat”, care, în combinație cu o a treia lentilă, reușește să elimine spectrul secundar. Cu alte cuvinte: aceste optici produc culori curate.

Acromatul este tipul constructiv clasic de telescop refractor, larg răspândit în prezent. Acromatul are în obiectiv nu una, ci două lentile, confecționate de regulă din sticlă crown și sticlă flint. Din punctul de vedere al efectului, o lentilă este convergentă, iar cealaltă divergentă.

Dacă achiziționați în prezent un apocromat, veți găsi cu precădere două tipuri

• apocromate ED cu două lentile
• apocromate ED cu trei lentile

Apocromatele ED sunt disponibile ca sisteme cu două sau cu trei lentile. Un element de lentilă are întotdeauna o sticlă ED, care corectează aberațiile cromatice în cadrul sistemului global. Apocromatele ED cu două lentile reduc în mare măsură aberațiile cromatice, însă nu le pot elimina în întregime. Din această cauză, unii astronomi amatori denumesc aceste telescoape semiapocromate.

Acest sistem este un apocromat, în timp ce ambele exemple anterioare sunt denumite semiapocromate. Apocromatul tipic are trei lentile. În acest sistem, aberațiile cromatice sunt corectate integral.

De ceva timp încoace, au apărut sporadic și așa-numite superapocromate. Aceste refractoare au cinci elemente de lentile diferite, dispuse, de regulă, în două grupuri. Primul grup, compus din trei lentile, preia aceeași funcție ca un apocromat triplet. Cealaltă combinație, ce cuprinde două lentile, corectează curbura câmpului, în scopul de a obține astrofotografii perfecte.

Telescoapele cunoscute drept apocromate cu obiectiv dublet au o structură de obiectiv cu două lentile. În ultimul timp, denumirea nu mai diferențiază între semiapocromate și apocromate cu două lentile.

Ca al doilea element se folosește, de cele mai multe ori, sticla ED ("Extra low Dispersion"). Mici aberații cromatice mai sunt însă vizibile, deoarece acestea pot fi corectate numai de un apocromat complet, cu trei lentile.

Apocromatele cu trei elemente de lentile sunt denumite și apocromate complete, deoarece doar această formă constructivă de telescop poate corecta suficient aberațiile cromatice nedorite. Spectrul secundar, abaterea cromatică reziduală, este corectată prin tipuri de sticlă și indici de refracție diferiți. Apocromatele ED cu trei lentile reduc aproape integral aberațiile cromatice. Imaginea nu este doar clară și neutră, ci posedă și un contrast ridicat.

Acest apocromat este dotat cu o pereche de două lentile, dintre care una realizată din sticlă cu fluorit. Efectul este similar ca la sticla ED.

O altă metodă de a reduce aberațiile cromatice în cazul refractoarelor este să alegeți un refractor cu un raport focal cât mai mic. Cu alte cuvinte: la aceste telescoape, distanța focală trebuie să fie mare. Astfel se reduc aberațiile cromatice reziduale. O regulă generală este ca distanța focală a unui acromat să fie diametrul obiectivului x 15, pentru a se obține o imagine bună, cu culori curate. În cazul unui refractor cu 100 mm, distanța focală ar fi atunci 1.500 mm f=1:15. În cazul unui refractor și mai mare, distanța focală ar trebui să fie chiar mai mare.

Însă așa s-ar ajunge la refractoare foarte lungi, extrem de incomode, de cele mai multe ori se renunță la astfel de lungimi constructive. O soluție de compromis acceptabilă are la bază formula distanță focală = apertură². Refractorul de 100 mm ar avea atunci o distanță focală de 1.000 mm sau instrumentul de 120 mm o distanță focală puțin sub 1.500 mm.

Ce puteți face dacă aveți un telescop refractor, care produce aberații cromatice? Să renunțați la el și să cumpărați un telescop nou? Din fericire, nu trebuie să mergeți așa departe. Există și remedii.

Dacă vă deranjează o bordură de culoare minimă, puteți, de exemplu, folosi un filtrul minus violet. Acesta suprimă bordura albastră și sporește simultan contrastul. Imaginea nu este însă complet neutră, ci va fi ușor gălbuie. Însă detaliile pot fi văzute mai bine.

Filtrul violet minus este varianta clasică, însă există și alte filtre care pot remedia problema.

Baader Fringe-Killer este un filtru dezvoltat special în acest scop. Acesta blochează circa 50 % din lumina albastră, lăsând să treacă lumina roșie și verde. Datorită construcției inteligente, pierderea de lumină este de numai 12 %. Puteți folosi acest filtru foarte bine și la refractoare mici.

Un alt filtru este denumit filtru Semi APO. Un nume de produs promițător, însă chiar are efect acest filtru? Luați un refractor cu o distanță focală mică; 500 mm, de exemplu. În jurul obiectelor luminoase, vedeți o bordură albastră groasă. Ce se întâmplă cu bordura atunci când înșurubați în ocular filtrul Semi APO? Bordura din jurul obiectelor luminoase dispare. Imaginea apare, per total, și mai neutră decât cu un filtru Fringe-Killer. Pierderea de lumină este însă mai mare la filtrul Semi APO: circa 30 %. Avantajul: cu acest filtru, imaginea este foarte neutră. Dacă aveți un refractor mai mic, optați mai bine pentru un filtru Fringe-Killer. Însă la refractoare de peste 100 - 120 mm, filtrul Semi APO vă va ajuta foarte mult.

Refractorul este un instrument grozav, dacă se corectează corespunzător aberațiile cromatice. Pe de altă parte, un refractor mare, care trebuie să colecteze și multă lumină, este relativ scump și destul de voluminos. Haideți să analizăm și telescoapele reflectoare.