Telescopul optic

1. Telescopul optic Proiect prezentat de: Cernatescu Alexandru Falcui Andrei Dobre Andrei Crap Ioana

2. Cuprins

3. Notiuni generale • Majoritatea telescoapelor functioneaza colectând lumina emisa de stele sau reflectata de suprafata planetelor. Acestea se numesc telescoape optice. • Telescopul formeaza imagini ale cerului relativ apropiate si mareste luminozitatea aparenta a astrilor, permitând distingerea detaliilor si sa se observe mult mai multe stele decât cu ochiul liber • Lumina vizibila adunata de telescop e descompusa în radiatiile componente cu ajutorul unui spectroscop, în acest fel obtinându-se informatii despre temperatura obiectului, miscare, compozitie chimica sau prezenta unor câmpuri magnetice. • În esenta, telescopul optic este un instrument ce concentreaza o imagine din realitate într-un manunchi suficient de mic de raze astfel încât sa intre prin pupila ochiului uman. Ca un produs secundar al acestei operatii, lumina este intensificata, lumina slaba devenind usor vizibila. • Multe telescoape sunt construite în observatoare astronomice în jurul Pamântului dar numai undele radio, lumina vizibila si radiatia infrarosie pot penetra atmosfera Pamântului si pot ajunge la suprafata planetei. Pentru a depasi aceasta problema au fost lansate în spatiu telescoape care pot colecta unde din alte regiuni ale spectrului electromagnetic. • Obiectivul telescopului este constituit dintr-o oglinda (sau un sistem de oglinzi) de sticla metalizata de forma paraboloidala, care poate atinge chiar si 11 m în diametru. Cu ajutorul unei oglinzi plane sau curbe, imaginea data de obiectiv este îndreptata spre un ocular.

4. Schema de baza • Lumina este facuta din fotoni si telescoapele profesionale concentreaza lumina spre detectori electronici care colecteaza fotonii. Exista trei tipuri principale de telescoape optice in functie de tipul obiectivului colector de lumina: refractoare (dioptrii) care foloseste lentile, reflectoare (catoptrii) care foloseste oglinzi si sistemul care combina lentile cu oglinzi (cadioptrii). • Schema de baza este ca primul element care capteaza lumina, obiectivul (lentila (1) sau oglinda concava), focalizeaza lumina unui obiect aflat la departare (4) pe un plan focal unde formeaza o imagine reala (5). Aceasta imagine poate fi inregistrata, sau vazuta printr-un ocular care se comporta ca o lupa.

5. Tipuri de telescoape • Telescoapele care folosesc doua lentile convexe fac ca imaginea sa apara rasturnata. Versiuni terestre ale acestor telescoape si binocluri folosesc prisme sau se bazeaza pe lentile intre obiectiv si ocular pentru a inversa imaginea inca o data. Astfel, imaginea apare dreapta in ocular. • Multe tipuri de telescoape multiplica calea optica cu oglinzi duble sau triple. Acestea ar putea fi parti integrale ale designului optic, dar de asemenea servesc pentru a face telescopul mai compact si plasand ocularul sau detectorul intr-o pozitie mai convenabila. La telescoapele mai mari aceste oglinzi aditionale sunt adesea folosite pentru a produce o imagine de calitate mai buna pe o suprafata mai mare.

6. 1. Telescoape refractoare • Telescopul refractor, cunoscut si sub numele de luneta, este primul model de telescop aparut (in Olanda in 1608). • Telescopul refractor este un tip de telescop optic care refracta lumina. Aceasta refractie face ca razele paralele de lumina sa convearga intr-un punct focal. Din aceasta cauza utilizatorul poate vedea un obiect mai clar, luminos si aproape. Este asemanator din punct de vedere al constructiei cu microscopul. Un refractor tipic are 2 lentile, lentila obiectiv si ocularul. Obiectivul este format din doua bucati de sticla cu dispersii diferite.

7. Fiecare parte a acestor bucati de sticla este finisata pe o parte si pe alta. Lentila este convexa iar puterea de a aduna razele de lumina a unui astfel de telescop este proportionala cu marimea obiectivului. • Aceste telescoape sunt împiedicate de erori cromatice care cauzeaza venirea fiecarei culori într-un focar diferit pentru ca fiecare culoare are propriul sau unghi de refractie. Aberatia cromatica face ca imaginea unei stele sau planete sa fie înconjurata de cercuri de diferite culori.

8. 2. Telescoape reflectoare • Isaac Newton este cunoscut ca fiind primul care a construit un telescop reflector practic, dupa propriul sau design in jurul anului 1670. Telescopul avea un obiectiv concav si o oglinda diagonala mai mica, pentru a rezolva problema erorii cromatice. • Telescopul reflector, cunoscut si sub numele de telescop newtonian, este cel mai simplu. Acesta foloseste o oglinda concava pentru a aduna razele de lumina si formeaza imaginea într-un focar aflat deasupra oglinzii. • Telescoapele reflectatoare sunt în special folositoare pentru a aduna lumina de la obiecte intunecate. Sensibilitatea luminii unui astfel de telescop creste cu patratul diametrului oglinzii telescopului. Deci daca se dubleaza diametrul oglinzii puterea de a aduna razele de lumina creste de 4 ori. • Oglinda telescopului este facuta dintr-o sticla speciala care nu se contracta si mareste la diferite temperaturi. Oglinda e polizata cu ajutorul calculatorului pentru ca diferentele de grosime de pe suprafata trebuie sa fie mai mici decât o fracsiune din grosimea unui fir de par. Pentru a crea un strat reflectator se acopera suprafata oglinzii cu un strat subtire de aluminiu, protejat la exterior cu un strat de protectie în general din SiO2.

9. Principalul dezavantaj al acestor oglinzi este greutatea. Telescopul Hale de pe muntele Palomar din California cântareste 14 tone. La unele telescoape construite dupa 1990 greutatea oglinzii a fost redusa prin punerea între o oglinda concava subtire si a unei placi a unui strat de nervuri de sticla.

10. 3.Telescoape catadioptrice • In tuburile catadioptrice se afla oglinda principala, oglinda secundara si lentila de corectie. Cele mai frecvent utilizate telescoape catadioptrice sunt de tip Makszutov-Cassegrain si Schmidt-Cassegrain. ● Foloseste lentile subtiri cu o puternica curbura pentru corectarea imaginii. Oglinda secundara este ceva mai mica decat la Schmidt si ofera o mai buna rezolutie pentru observatiile planetare. Acest tip de telescop este ceva mai greu decat cel de tip Schmidt. Sistemul optic al acestuia este mai simplu de construit dar necesita mai mult material pentru lentilele corectoare.

11. Lumina intra printr-o lentila subtire si asferica de tip Schmidt, apoi loveste prima oglinda sferica si se reflecta inapoi in tub fiind interceptata de o a doua oglinda mai mica care reflecta lumina intr-o deschizatura unde se afla ocularul. • Acest telescop are cel mai bun design si combina avantajele folosirii lentilelor si oglinzilor impreuna. Este excellent in observarea obiectelor indepartate sau in astrofotografie. Tubul inchis reduce degradarea imaginii si are cea mai buna focalizare dintre toate tipurile de telescoape. Dezavantajul este pierdere de lumina din cauza folosirii celei de-a doua oglinzi.

12. 4.Telescopul cu infrarosu • Telescoapele cu infraroşu permit explorarea regiunii intunecate şi pline cu praf a spaţiului atât în interiorul galaxiri noastre cât şi în afara acesteia . Ele permit dezlegarea misterelor despre naşterea stelelor , formarea sistemelor planetare , observarea cometelor şi a atmosferelor a altor planete , observarea centrului galaxiei noastre şi naşterea unor galaxii foarte îndepărtate. În ciuda faptului că vaporii atmosferici tereştri absorb o parte din lumina roşie , cercetările pot fi efectuate din locuri uscate aflate la altitudini mari sau din avioane . Cel mai bun loc pentru amplasarea unui astfel de telescop e în spaţiu unde nu există atmosferă.

13. 5.Telescopul cu ultraviolete • Telescoapele cu ultraviolete sunt similare cu telescoapele optice reflectătoare dar oglinzile lor au învelişuri speciale care reflectă lumina ultravioletă foarte bine . Aceste telescoape dau informaţii despre gazul interstelar , stele tinere şi regiunile gazoase ale galaxiilor active . • Unele dintre cele mai fierbinţi stele din univers sunt vizibile în regiunea ultravioletă a spectrului . Totuşi această lumină e blocată de atmosfera terestră şi poate fi studiată numai din spaţiu . Intre 1980 şi 1990 o serie de observatoare care orbitau Pământul au explorat universul ultraviolet . Printre acestea a fost şi telescopul Hubble.

14. 6.Telescopul cu raze X • Astronomia cu raze x a fost înfiinţată în 1960 când au fost montaţi pe rachete de mare altitudine detectori cu raze x . Astronomii au fost surprinşi să afle că multe obiecte astronomice energetice emit raze x . Astronomia cu raze x a fost mult îmbunătăţită în 1970 de către satelitul “ U. S. Explorer 42 “ care a făcut o hartă a razelor x a cerului. • Unele telescoape cu raze x sunt construite ca nişte telescoape optice reflectătoare . Oglinda principală a acestora trebuie să fie cilindrică . Razele x de la obiect ating oglinda la un unghi foarte mic încât abia îl ating pt a fi reflectate în detector . Pentru a bloca raze x care nu vin de la sursa observată majoritatea detectorilor sunt înconjuraţi de un cilindru din lumb care le absoarbe.

15. 7.Telescopul cu raze Gamma • Razele gama sunt radiaţii electromagnetice cu lungimi de undă chiar mai scurte decât razele x . Unele dintre cele mai catastrofice evenimente din univers cum ar fi coliziunile între stele neutronice sau găurile negre emit în spaţiu raze gama de mare energie. Acestea nu pot penetra atmosfera terestră trebuie să fie observate din spaţiu . La începutul anilor 90 obsevatorul cu raze gama Compton a descoperit că razele gama sunt distribuite simetric in spaţiu . De aceea se crede că acestea provin de la evenimente astronomice foarte puternice care au loc în interiorul galaxiilor.

16. Bibliografie • http://static.howstuffworks.com/gif/telescope-sam-1.jpg • http://en.wikipedia.org/wiki/Telescope • http://ro.wikipedia.org/wiki/Telescop • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7e/Telescope-schematic.svg/695px-Telescope-schematic.svg.png • http://www.astronomia.go.ro/Pages/Imagini/Optica/Refractor/refractor.jpg • http://www.astronomia.go.ro/Pages/Imagini/Optica/Newtonian/reflector.jpg • http://www.mssl.ucl.ac.uk/heritage/John_Raymont_memoirs/woomera/uv_telescope.jpg • http://www.nasa.gov/images/content/56735main_Space_Infrared_Telescope_Facility_Diagram.jpg • http://www.swift.ac.uk/images/XRT_schematic.jpg • http://www.noao.edu/noao/staff/matheson/telescope/gamma-ray_telescope_1_sm.jpg • A