| Telescopiu refractor
|
|---|
 |
| Instalaciones
|
|---|
| Formau por
|
lente
|
|---|
 |
Un
telescopiu
refractor
ye un sistema opticu centrau, que capta imaxenes d'oxetos allonaos utilizando un conxuntu de
lentes
nes que la lluz se refracta. La refraicion de la lluz na lente del oxetivu fai que los rayos paralelos, procedentes d'un oxetu bien allonau (nel
infinitu
), converxan sobre un puntu del planu focal. Esto dexa amosar los oxetos allonaos mayores y mas brillosos.
Esti tipu de telescopios son bien comunes na
astronomia
para aficionaos y en dellos telescopios solares (pa los que s'usen filtros), y mientres casi 300 anos (ente 1600 y 1900 aproximao) convertir nel principal tipu de preseu de trabayu de los mas destacaos observatorios del mundu. Sicasi, esisten importantes dificultaes teuniques que torguen realizar telescopios refractores d'amplies dimensiones y de gran apertura, ya que resulta dificil ellaborar lentes
preseos
de gran tamanu y abondo llixeres pa ser utilizaes como oxetivos. Per otru llau, esisten problemes calidable de la imaxe por cuenta de pequenes burbuyes d'aire atrapaes nel cristal de la lente principal, y amas, el material de la lente resulta opacu a determinaes llonxitues d'onda, polo que se pierde sensibilida en delles partes del espectru lluminicu. La mayoria d'estos problemes resuelvense utilizando un
telescopiu reflector
.
El problema de les aberraciones cromatiques corrixese parcialmente con lentes apocromatiques, anque esti tipu de telescopiu tien un elevau preciu.
El telescopiu refractor foi'l primer tipu de telescopiu opticu y la so invencion nun puede ser atribuyida con precision. Dellos escritos suxuren que se desenvolviera un prototipu na decada de 1550, pero los primeros exemplos descritos explicitamente vienen d'Italia (1590) y del norte d'Europa (Paises Baxos, alredor de 1608).
Giambattista della Porta
mentar nel so llibru
La Magie naturelle
(1589). Darreu, delles persones trataron de llograr una patente:
Hans Lippershey
, quien foi'l primeru en faer una demostracion concreta d'unu con una magnificacion de tres aumentos a finales de setiembre de 1608;
Zacharias Janssen
, que fabrico un preseu que venderia na feria de seronda en Frankfurt en setiembre de 1608; y
Jacob Metius
d'
Alkmaar
. Esti postreru ye sofitau por
Descartes
, que fala en 1637 d'esta invencion nel empiezu del so
Dioptrique
:
Pero, pa vergona de les nueses ciencies, esta invencion, tan util y almirable, nun foi atopada de primeres mas que por esperiencia y fortuna. Hai alredor de trenta anos, un home llamau Jacques Metius, de la ciuda de Alkmaar n'Holanda, un home que nunca habia estudiau, a pesar de que tenia un padre y un hermanu que fixeron oficiu de les matematiques, pero que tenia un placer especial en faer espeyos y lentes brilloses, componiendoles inclusive pel hibiernu col xelu, asina que la esperiencia demostro que puede faese, teniendo nesta ocasion dellos vidrios de distintes formes, penso por gustu en mirar al travies de dos, siendo unu un pocu mas gruesu nel centru que nos estremos, y l'otru al contrariu muncho mas gruesu nos estremos que nel centru, y aplicar tan felizmente en dambos estremos d'una tuberia, que la primera de les lentes de que falamos, foi asina compuesta.
Mais, a la honte de nos sciences, cette invention, si utile et si almirable, n'a premierement ete trouvee que par l'experience et la fortune. Il y a environ trente ans, qu'un nomme Jacques Metius, de la ville d'Alkmaar en Hollande, homme qui n'avait jamais etudie, bien qu'il eut un pere et un frere qui ont fait profession des mathematiques, mais qui prenait particulierement plaisir a faire des miroirs et verres brulants, en composant meme l'hiver avec de la glace, ainsi que l'experience a montre qu'on en peut faire, ayant a cette occasion plusieurs verres de diverses formes, s'avisa par bonheur de regarder au travers de deux, dont l'un etait un peu plus epais au milieu qu'aux extremites, et l'autre au contraire beaucoup plus epais aux extremites qu'au milieu, et il les appliqua si heureusement aux deux bouts d'un tuyau, que la premiere des lunettes dont nous parlons, en fut composee.
La primer representacion conocida d'un telescopiu apaecio nesta obra de
Jan Bruegel el Viejo
,
Paysage sur le chateau de Mariemont
Observatoriu de Cincinnati
, G. & S. Merz. (ilustracion de la obra 'Smith Illustrated Astronomy', de 1848).
Antiguu refractor del
Observatoriu Astronomicu de Quito
Una vegada que'l telescopiu foi conociu y empezo a estendese, delles persones, ente elles
Thomas Harriot
y
Christoph Scheiner
, volver escontra'l cielu a principios de 1609 pa reparar oxetos celestes. Pero foi
Galileo Galilei
quien, dende agostu de 1609,
[1]
establecio realmente'l telescopiu como preseu d'observacion astronomica pol conxuntu de los sos descubrimientos celestes y, especialmente, pola mirada nueva que llevo al cielu y a los oxetos que contemplaba, maraviandose de los fenomenos que via y estudiaba. Galileo, tando en Venecia aproximao nel mes de mayu, enterarase de la invencion y construyera una version propia. Comunico entos los detalles de la so invencion en publicu y presento'l so propiu preseu al
dogo
Leonardo Donato
nuna sesion ante'l conseyu. Construyo les sos propies lentes y nun principiu dio-yos un aumentu de seis en llugar de tres, pa dir aumentando gradualmente a 20 y dempues a 30.
La primer representacion conocida d'un telescopiu ye una obra de
Jan Bruegel el Viejo
,
Paysage sur le chateau de Mariemont
, na que l'
archiduque Alberto d'Habsburgu
tien el preseu.
Segun dellos investigadores, quien supuestamente inventaria'l telescopiu seria'l catalan
Juan Roget
en 1590, que'l so inventu seria copiau por Zacharias Janssen.
[2]
[3]
Tres los disenos pioneros de Galileo, a midida que construyeronse telescopios cada vez mas potentes, el problema de l'
aberracion cromatica
supunxo un grave factor limitante de la so calida d'imaxe. Pa evitar esti problema desenvolvieronse los telescopios keplerianos disenaos con enormes distancies focales, factor que los faia bien pocu afechiscos. Estes llimitaciones de los refractores llevaron al primer desenvolvimientu de los telescopios d'espeyu, qu'a finales del sieglu XVIII algamaren una considerable meyora de la mano de
William Herschel
.
Sicasi, el progresu del disenu de
lentes acromatiques
de la mano de
John Dollond
mientres el sieglu XVIII, punxo les bases de la domina de los
grandes refractores
, que s'empecipio en 1820 col primer telescopiu refractor acromaticu de 9 pulgaes construyiu por
Joseph von Fraunhofer
pal
Observatoriu de Dorpat
, n'Estonia. Los problemes de caltenimientu de los
espeyos metalicos
de la domina, fixeron que los preseos refractores pasaren a ser de nuevu los favoritos de los astronomos.
A lo llargo del sieglu XIX producio la fundacion de numberosos observatorios per tol mundu (tanto estatales como privaos), que pertenecien por tener el meyor telescopiu, lo que se traducio nuna "carrera" por fabricar lentes de mayor diametru cada vez. Asina, nos 80 anos trescurrios ente 1820 y 1900, pasar de los 22,8 cm de diametru del telescopiu de Fraunhofer, a los 125 cm del
Telescopiu de la Gran Esposicion Universal de Paris (1900)
, col que s'algamar la llende teunica de los refractores, condicionaos por dificultaes de fabricacion y pol problema del
flechado de les lentes
.
Mientres esti periodu, un punau de destacaos constructores encimentaron el so prestiu con ambicioses realizaciones, como
G. & S. Merz
(empresa continuadora de la obra de Fraunhofer);
John Brashear
;
Carl Zeiss
; los
hermanos Henry
; o
Alvan Clark & Sons
(fabricante en 1897 de la mayor lente inda en serviciu, la del telescopiu del
Observatoriu Yerkes
, con 102 cm de diametru).
A pesar de la puxanza de los telescopios reflectores mientres el sieglu XX (gracies primero a la meyora de les teuniques del plateado d'espeyos a finales del sieglu XIX, y darreu al desenvolvimientu de les teuniques d'espeyos segmentados sofitaes na meyora de los ordenadores), realizaciones como'l telescopiu refractor de 98 cm de diametru del
Observatoriu del Roque de los Muchachos
inaugurau nel anu 2002, confirmen qu'esti tipu de preseos siguen calteniendo la so vixencia en determinaes xeres astronomiques, como la observacion solar.
 Galileo demostrando'l so telescopiu ante'l Dogo de Venecia
|
 Xilografia d'un telescopiu refractor keplerianu de 46 m de distancia focal construyiu por Johannes Hevelius.
[4]
|
Tolos telescopios refractores usen los mesmos principios. La combinacion de
lentes
del
oxetivu
y de dalgun tipu d'
ocular
emplegar p'axuntar mas lluz de la que'l gueyu humanu ye capaz de recoyer por sigo mesmu, pa presentar al observador una
imaxe virtual
aumentada y con mayor rellumu y clarida.
L'oxetivu nun telescopiu refractor sirvi por que rayos de
lluz
paralelos a la exa del preseu sometios al fenomenu fisicu de la
refraicion
converxan nun
puntu focal
; ente que los non paralelos converxen nun
planu focal
. El telescopiu convierte un fexe de rayos paralelos que formen un angulu α cola so exa optica nun segundu fexe paralelu con un angulu β. La rellacion denominar ampliacion angular. Ye igual a la rellacion ente los tamanos d'imaxe na retina llograos con y ensin el telescopiu.
[5]
Los telescopios refractores pueden adoptar munches configuraciones distintes pa correxir la orientacion de la imaxe y los tipos d'aberracion. Por cuenta de que la imaxe formar por aciu la
flexon
de la lluz o refraicion, estos preseos opticos denominar "telescopios refractores" o a cencielles "refractores".
Diagrama opticu d'un telescopiu galileano:
y
? Oxetu distante;
y′
? Imaxe real nel oxetivu;
y″
? Imaxe virtual ampliada nel ocular;
D
? Diametru d'entrada de la nenina;
d
? Diametru virtual de salida de la nenina;
L1
? Lente del oxetivu;
L2
? Lente del ocular
y
? Nenina virtual de salida ?
Rellaciones del telescopiu
[6]
El disenu de
Galileo Galilei
utilizau en 1609 ye comunmente llamau
telescopiu galileano
. Utilizo una lente converxente nel oxetivu (planu-convexa) y una lente diverxente (planu-concava) nel ocular (Galileo, 1610).
[7]
Un telescopiu galileano, ya que el disenu nun tien focu entemediu, da llugar a una imaxe ensin invertir y vertical.
El meyor telescopiu de Galileo llograba una magnificacion de 30 vegaes. Por cuenta de los defectos nel so disenu, como la forma de la lente y l'estrechu campu de vision, les imaxenes taben borroses y aburuyaes. A pesar d'estos defectos, el telescopiu inda yera lo suficientemente bonu como por que Galileo esplorara'l cielu. El telescopiu galileano podia detectar les fases de Venus, y foi capaz de ver
crateres
na
Lluna
y cuatro
llunes
orbitando Xupiter.
Los rayos paralelos de lluz procedente d'un oxetu distante (
y
) son llevaos a un puntu nel planu focal del oxetivu (
F' L1
/
y'
). La lente (diverxente) del ocular (
L2
) intercepta estos rayos y facer paralelos una vegada mas. Los rayos de lluz non paralelos procedentes del oxetu que se mueve nun angulu
α1
con respectu a la exa optica mover a un angulu mayor (
α2>α1
) dempues de pasar al travies del ocular. Esto conduz a un aumentu nel tamanu angular aparente y ye responsable de l'ampliacion percibida.
La imaxe final (
y'
) ye una imaxe virtual, allugada nel infinitu y cola mesma forma que l'oxetu.
Diagrama opticu d'un telescopiu keplerianu
:
La flecha en (4) ye una representacion esquematica de la imaxe orixinal; la flecha en (5) ye la imaxe invertida nel planu focal; la flecha en (6) ye la imaxe virtual que se forma na esfera visual del espectador. Los rayos coloraos producen el puntu mediu de la flecha; otros dos conxuntos de rayos (en negru) producen la cabeza y la cola.
El telescopiu keplerianu, inventau por
Johannes Kepler
en 1611, ye una meyora del disenu de Galileo.
[8]
Utiliza una lente convexa nel ocular en llugar de la concava del modelu de Galileo. La ventaya d'esta disposicion ye que los rayos de lluz que remanecen del ocular son converxentes. Esto dexa un campu de vision muncho mas ampliu y un mayor detalle, pero la imaxe pal espectador inviertese. Con esti disenu pueden algamar aumentos considerablemente mas altos, pero pa superar les aberraciones, la lente simple del oxetivu precisa tener un
rellacion focal f
bien alta (
Johannes Hevelius
construyo preseos con una
distancia focal
de 46 m, ya inclusive se construyeron ≪
telescopios aereos
≫ ensin tubu con mayores distancies). El disenu tamien dexa usar un micrometru nel planu focal (utilizau pa determinar el tamanu angular y/o la distancia hasta los oxetos reparaos).
La lente refractiva
acromatica
foi inventada en 1733 por un abogau ingles llamau
Chester Moore Hall
, anque foi independientemente inventada y patentada por
John Dollond
alredor de 1758. El disenu supero la necesida de llargores focales bien llargues nos telescopios refractores usando un oxetivu iguau con dos pieces de
vidriu
con distintos
indices de dispersion
, "
vidriu crown
" y "
vidriu flint
", llindando los efeutos de l'
aberracion cromatica
y de l'
aberracion esferica
. Los dos llaos de cada pieza son amolados y apolazadures, y depues los dos pieces se ensamblan xuntes. Les lentes acromatiques disenense por que dos
longitudesd d'onda
(tipicamente'l collorau y l'azul) enfocar nel mesmu planu. La era de los
grandes refractores
nel sieglu XIX vio la fabricacion d'enormes lentes acromatiques, rematando col refractor acromaticu mas grande enxamas construyiu, el
Telescopiu de la Gran Esposicion Universal de Paris (1900)
, nel que s'utilizo una lente de 125 cm de diametru.
Los refractores apocromaticos tienen oxetivos construyios con materiales especiales de dispersion extraordinariamente baxa. Tan disenaos pa enfocar tres llonxitues d'onda (tipicamente colorau, verde y azul) nel mesmu planu. L'error de color residual (espectru terciariu) pue ser hasta un orde de magnitu menor que'l d'una lente acromatica. Tales telescopios contienen elementos de
fluorita
o vidriu especial de dispersion extra-baxa (ED) nel oxetivu y producen una gran nitidez d'imaxe que ta prauticamente llibre d'aberracion cromatica.
[9]
Por cuenta de los materiales especiales necesarios na fabricacion, los refractores apocromaticos son xeneralmente mas caros que los telescopios d'otros tipos con una apertura comparable.
- ↑
La primer vegada producir de forma oficial el 21 de mayu dende un campanariu, delantre del Dogo Leonardo Donato y los miembros del Senau de Venecia
- ↑
≪
Un estudi atribueix l'invent del telescopi a l'optic gironi Joan Roget
≫.
Diari de Girona
(16 de setiembre de 2008). Consultau'l 12 de mayu de 2013.
- ↑
≪
El somni del telescopi catala
≫.
Avui
(19 de setiembre de 2008). Archivau dende l'
orixinal
, el 24 de setiembre de 2008. Consultau'l 12 de mayu de 2013.
- ↑
Hevelius, Johannes. Auctor:
Machina Coelestis
First Part
.
- ↑
Stephen G. Lipson, Ariel Lipson, Henry Lipson,
Optical Physics 4th Edition
, Cambridge University Press,
ISBN 978-0-521-49345-1
- ↑
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/17/Galileantelescope_2.png
- ↑
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
.
ISBN 0-900099-15-1
.
- ↑
≪
Starizona's Guide to CCD Imaging
≫. Starizona.com. Consultau'l 17 d'ochobre de 2013.
