Fórmulas básicas que mostram aproximadamente do que um telescópio é capaz.
Só não esqueça que isso é uma teoria; na verdade, tudo depende muito da qualidade do produto, das configurações corretas e do estado da atmosfera.

Os três primeiros conceitos básicos:
Abertura do telescópio (D)
Distância focal do telescópio (F)
Ampliação do telescópio (G)

As próprias fórmulas:

Ampliação ou ampliação do telescópio (G)

Г=F/f, onde F é a distância focal da lente, f é a distância focal da ocular.
Na maioria das vezes você não pode alterar F, mas tendo oculares com f diferente, você pode alterar ampliação ou ampliação do telescópio G.

Ampliação máxima (G máx)

Ampliação máxima do telescópio limitado pelo diâmetro da lente. É geralmente aceito que G max = 2*D, mas devido às correções de distorção, precisão de fabricação e ajuste, é melhor subestimar um pouco este valor:
G máx=1,5*D, onde D é a distância focal da lente.
E se o tubo for capaz de mais, que seja uma surpresa melhor do que o contrário... Usando uma lente Barlow, você pode aumentar ampliação máxima do telescópioàs vezes, mas no final você obterá apenas uma grande mancha borrada e nenhum detalhe adicional.
Existe, no entanto, outra abordagem: tamanhos ligeiramente maiores muitas vezes permitem visualizar melhor o mesmo objeto, apesar de não haver mais detalhes sobre ele. É provavelmente por isso que eles recomendam a fórmula usual: Г max=2*D. Ou seja, depende do objeto e do seu gosto...

Abertura

Abertura telescópio é definido como a relação D:F. Se você não se preocupar muito, quanto menor for essa proporção, melhor será o telescópio para observar galáxias e nebulosas (por exemplo, 1:5). E um telescópio mais longo com uma proporção de 1:12 é melhor para observar a Lua.

Resolução (b)

Resolução telescópio - o menor ângulo entre duas estrelas próximas, quando já são visíveis como duas e não se fundem visualmente em uma. Simplificando, por resolução podemos entender a “clareza” da imagem (que os profissionais da óptica me perdoem...).
b=138/D, onde D é a abertura da lente. É medido em segundos (mais precisamente em segundos de arco).
Devido à atmosfera, este valor raramente é inferior a 1" (1 segundo). Por exemplo, na Lua, 1" corresponde a uma cratera com um diâmetro de cerca de 2 km.
Para lentes de foco longo, com valor de abertura de 1:12 e maior, a fórmula é um pouco diferente: b=116/D (Dunlop).

Do exposto fica claro que, em condições normais, a resolução mínima de 1" é alcançada com uma abertura de 150 mm para refletores e cerca de 125 mm para refratores planetários. Mais telescópios de abertura fornecem uma imagem mais clara apenas em teoria, ou no alto das montanhas , onde a atmosfera é clara, ou naqueles raros dias em que “temos sorte com o tempo”...
No entanto, não se esqueça que quanto maior o telescópio, mais brilhante será a imagem e mais detalhes e objetos mais escuros serão visíveis. Portanto, do ponto de vista de um observador comum, a imagem dos grandes telescópios ainda é melhor do que a dos pequenos.
Além disso, em curtos períodos de tempo, a atmosfera acima pode se acalmar tanto que um telescópio grande mostrará uma imagem mais nítida do que com o mesmo limite de 1 ", mas um telescópio pequeno atingirá esse limite e será muito decepcionante...
Portanto, não faz sentido limitar-se a 150 milímetros;)

Magnitude limite (m)

Magnitude limite, que é visível através de um telescópio, dependendo da abertura:
m=2,1+5*lg(D), onde D é o diâmetro do telescópio em mm, lg é o logaritmo.
Se você começar a fazer os cálculos, verá que magnitude máxima, acessível aos nossos olhos através do maior telescópio “loja” com abertura de 300 mm - cerca de 14,5 m. Objetos mais fracos são procurados por meio da fotografia e posterior processamento computacional dos quadros.

Para referência, fornecerei uma tabela de correspondência entre a abertura D do telescópio e a magnitude estelar máxima:

D, mm	eu	D, mm	eu
32	9,6	132	12.7
50	10,6	150	13
60	11	200	13,6
70	11,3	250	14,1
80	11,6	300	14,5
90	11,9	350	14,8
114	12,4	400	15,1
125	12,6	500	15,6

Na realidade, os valores serão ligeiramente diferentes devido às diferenças na perda de luz em diferentes designs de telescópios.
Com a mesma abertura D, o limite máximo de magnitude é mais alto em telecópios refratores de lentes.
Em refletores espelhados, as perdas são maiores - aproximadamente 10-15% podem ser subtraídos.
Na catadiprtica, as perdas são maiores e, consequentemente, a magnitude máxima é a menor.
Também há grandes perdas em binóculos devido à presença de vários prismas refrativos - eu me referia a eles quando dei diâmetros de 32 e 50 mm. Ou seja, em binóculos a magnitude máxima será bem menor que a tabelada. Quanto depende da qualidade da marca dos binóculos, em particular da qualidade do revestimento anti-reflexo em todas as superfícies - isto não pode ser previsto para todos os modelos.
Oculares complexas e caras também bloqueiam a luz devido a um maior número de lentes - um custo inevitável para a qualidade da imagem (embora seus revestimentos anti-reflexos de alta qualidade reduzam parcialmente esta desvantagem).
Ou seja, com a mesma abertura, em um telescópio de lente refratária com a ocular mais simples você verá o máximo possível para um determinado D.
Mas, como refratores de grandes diâmetros são caros, pelo mesmo dinheiro você pode obter um refletor com abertura muito maior e ver muito mais.

Aluno de saída

Pupila de saída do telescópio = D/G
Ok quando aluno de saída O telescópio tem 6 mm, o que significa que toda a luz captada pela lente cairá no olho (6 mm é o diâmetro aproximado da pupila humana no escuro). Se aluno de saída for maior, parte da luz será perdida, como se parássemos a lente.
Na verdade, é mais conveniente contar regressivamente. Por exemplo:
Para meu telescópio com abertura de D = 250 mm, a ampliação máxima sem perda de brilho = 250 mm/6 mm = 41,67 vezes. Ou seja, com ampliação de 41,67, a pupila de saída será de 6 mm.
Bem, que tipo de ocular eu preciso para este telescópio obter essa “ampliação equi-pupilar”?
Vamos lembrar: f=F/G.
Então: distância focal F do meu Dobson": 1255mm. "G" já foi encontrado: 41,67 vezes.
Acontece que preciso de uma ocular f=1255/41,67=30,1mm. Sim, aproximadamente a mesma ocular foi incluída no kit :)...
42 vezes é um pouco, mas o suficiente para visualizar campos estelares, mas não o suficiente para Andrômeda...
(Pegamos uma ocular com foco mais curto. Viva, ela fica maior! Mas... mais escura. E quanto maior a ampliação, mais escura será a imagem.)
Este foi um cálculo para um telescópio de abertura razoável, e qual será a ampliação para pupilas iguais em telescópios comuns - faça as contas você mesmo: nada além de lágrimas... É por isso que dizem que “a abertura governa” - quanto maior ela for , mais brilhante será a imagem com a mesma ampliação (com telescópios do mesmo design).

Campo de visão do telescópio

Campo de visão do telescópio = campo de visão da ocular / G
O campo de visão da ocular está indicado no seu passaporte, e já sabemos como calcular a ampliação Г de um telescópio com uma determinada ocular: Г = F/f.
Por que o conhecimento é útil campo de visão do telescópio?
O mais campo de visão do telescópio, quanto maior o pedaço do céu é visível, mas menores são os objetos.
Sabendo qual campo (ângulo) seu telescópio irá capturar em uma determinada ampliação, e conhecendo as dimensões angulares do objeto que você está procurando, você pode estimar que parte do campo de visão este objeto irá ocupar, ou seja, estimar a visão geral do que você verá na ocular.
Se você está procurando um objeto não por coordenadas, mas por mapas, é útil fazer anéis de arame que correspondam aos cantos do mapa campos de visão suas oculares incluídas neste telescópio. Então é muito mais fácil navegar: movendo o telescópio de estrela em estrela e ao mesmo tempo movendo o anel no mapa, você pode comparar facilmente as duas imagens.

Agora que a relação entre as características do telescópio está aproximadamente clara, podemos observar

A astronomia está se tornando cada vez mais popular entre os amadores. A observação de corpos celestes torna-se mais fácil devido à enorme variedade de dispositivos utilizados para esses fins. Em primeiro lugar, estamos falando de telescópios.

Suas características, variedades, parâmetros e regras de seleção serão discutidas a seguir, mas gostaria de começar pelo fato de que cada dispositivo possui sua própria aplicação, bastando formular claramente os requisitos e tarefas antes de comprar.

Problemas atuais

A escolha de um telescópio baseia-se no estudo de vários parâmetros e características técnicas, mas antes de proceder à sua análise é necessário resolver questões básicas.

O que você quer ver

Com um bom telescópio você pode monitorar:

Objetos próximos localizados no sistema solar (cometas, planetas, seus satélites, o sol e assim por diante);

Galáxias distantes, nebulosas;

Objetos localizados no solo.

É claro que não existe um dispositivo universal que permita cobrir todos os tipos de observações, o que significa que você precisa decidir qual será sua prioridade.

De onde você planeja assistir?

Você provavelmente já percebeu que fora da cidade o céu parece especial. Isso pode ser visto sem equipamento especializado. Se você quiser tornar sua viagem incrivelmente interessante e romântica, leve um telescópio com você. Para isso, é adequado um modelo que se dobre facilmente, tenha tamanho compacto e caiba na bolsa.

Para estudar corpos celestes a partir da janela de um apartamento, é adequado um dispositivo para estudos de perto - nas luzes de uma metrópole é quase impossível ver galáxias e nebulosas distantes.

Talvez as melhores condições sejam criadas na dacha. Nesse caso, o telescópio pode ser bem grande, pois não há necessidade de movê-lo o tempo todo. Além disso, longe da iluminação da cidade, é possível ver facilmente corpos celestes distantes, o que significa que é melhor adquirir um aparelho com máxima aproximação.

Base teórica

Para entender como funciona um telescópio, vale a pena entender sua estrutura. Entre os principais componentes

. Tubo (tubo)- a parte principal do telescópio onde a lente está localizada. Pode ser aberto ou fechado. A segunda opção é preferível, pois protege o telescópio da poeira. Além disso, este design não é afetado por correntes de ar, que podem degradar significativamente a qualidade da imagem. Os tubos podem ter diferentes comprimentos e pesos.

. Lente- a parte principal do telescópio, coletando luz e detalhando corpos celestes.

. Buscador- uma pequena cópia de um telescópio usado para detecção preliminar de um corpo celeste.

. Oculares- são uma espécie de lupa que permite examinar um objeto capturado pelas lentes do telescópio. Eles são caracterizados por diferentes distâncias focais e ângulos de visão. Para os normais - 40-55 graus, grande angular e ultra grande angular 55-65 graus. e 65-80 graus. consequentemente, ângulo ultra grande - 80 graus. e mais alto. As oculares mais confortáveis ​​são aquelas com longo relevo ocular.

. Montar- esta é a “base” do telescópio, um mecanismo que permite apontá-lo para diversos objetos, garantindo a imobilidade. A montagem pode ser azimutal (fácil de usar, não requer configuração longa, possui 2 eixos, adequada para estudar objetos terrestres, observar observações de corpos celestes) e equatorial (universal, permite mover a lente ao longo do eixo polar, muitas vezes equipada com acionamento elétrico e controlado por controle remoto).

As montagens Dobsonianas são colocadas em uma categoria separada, embora na verdade pertençam às montagens azimutais. Eles fornecem a melhor abertura, permanecendo bastante compactos e acessíveis. Os mecanismos mais controversos são as chamadas montagens Go-To. Eles criam observação computadorizada de corpos celestes, o que causa indignação entre muitos astrônomos, pois o verdadeiro prazer vem da busca de objetos por meio de mapas e coordenadas. Por outro lado, a abordagem automatizada economiza um tempo significativo.

. Lente Barlow- óptica que aumenta a distância focal efetiva de um telescópio, reduzindo a convergência do cone do feixe de luz. Este é um acessório útil usado com mais frequência em dispositivos de curto alcance.

Existe um equívoco comum de que a operação de um telescópio se baseia na proximidade de objetos. Isso não é inteiramente verdade. O princípio de seu funcionamento é coletar a luz e direcioná-la para o foco. Conclui-se que o critério principal é a área do elemento acumulador de luz. Quanto maior for, mais luz o telescópio coleta, o que, em última análise, fornece melhores detalhes dos corpos celestes. É o tamanho da lente ou do espelho que afeta a qualidade da imagem, não a força do telescópio ou a ampliação, embora esses parâmetros também sejam importantes.

Abertura

O diâmetro da lente do telescópio é um indicador chave responsável pelo detalhe da imagem. Quanto maior a abertura, mais brilhantes serão os corpos celestes, mesmo aqueles que estão muito distantes e parecem escuros. Ao usar um telescópio em condições urbanas, uma lente ou espelho com diâmetro de 120-150 mm é suficiente. Com tal dispositivo será possível observar objetos do sistema solar.

Um telescópio com abertura de 200 mm ou mais permitirá ver nebulosas e galáxias. Os modelos maiores (por diâmetro da lente) são ideais para observar as estrelas longe da cidade, onde é bastante escuro e não há obstáculos para desfrutar das extensões celestes. Esses dispositivos são os mais caros.

Comprimento focal

Uma das principais características é a distância entre a própria lente e o foco principal, medida em milímetros. Com base na distância focal da ocular e do próprio telescópio, a ampliação é calculada (dividindo a segunda pela primeira). Deve-se dar preferência a modelos com valores de parâmetros grandes. Telescópios com distâncias focais curtas são mais difíceis de obter grandes ampliações e fornecem boa qualidade de imagem.

Buraco relativo

Considerando os parâmetros principais, juntamente com o diâmetro da lente e a distância focal, mais uma coisa deve ser destacada - a abertura relativa. Este é um valor igual à relação entre a distância focal e o diâmetro. Portanto, para um telescópio com diâmetro de lente de 200 mm e distância focal de 1200 mm, a abertura relativa será de 1/6. A partir deste valor e mais, o telescópio é considerado rápido, menos de 1/9 - lento, na faixa de 1/6-1/9 - médio. Com abertura igual, um telescópio com abertura menor terá um tubo mais longo, o que, por sua vez, aumentará suas dimensões. Telescópios rápidos exigem mais oculares, enquanto telescópios lentos e médios podem produzir boas imagens usando uma ocular grande angular média.

O conceito de estabilização térmica

Uma imagem nítida só é possível se o dispositivo for primeiro colocado em equilíbrio de temperatura com o ambiente. Quanto tempo vai demorar? Tudo depende dos parâmetros do telescópio. O intervalo de tempo (todas as outras coisas sendo iguais) aumenta à medida que a abertura aumenta.

Tipos de telescópios

Com base no design óptico, todos os dispositivos são divididos em três grupos:

Refratores. Dispositivos com lentes de até 120 mm são ideais para estudar a Lua. Eles fornecem bons detalhes e não requerem configuração passo a passo. A principal desvantagem é o aparecimento de aberração cromática. O cálculo correto dos parâmetros da lente, a distância entre eles e a moldura da lente eliminará a distorção. Vidro de baixa dispersão é recomendado para os mesmos fins.

Refletores. O papel da lente em tal dispositivo é desempenhado pelo vidro côncavo. O fluxo luminoso é refletido e então coletado pelo espelho principal. O dispositivo requer configuração adequada e é adequado para rastrear corpos celestes e nebulosas distantes. Entre os mais populares estão os sistemas Cassegrain e Newton.

Catadióptrica. São dispositivos com lentes espelhadas com tubo curto e abertura ilimitada. Eles combinaram as vantagens das duas primeiras variedades. Nesses modelos, as distorções dos corpos celestes são compensadas. Os telescópios são adequados para astrografia e exploração do espaço profundo.

Telescópios para astrofotografia

Os dispositivos utilizados na astrofotografia possuem características específicas. A prioridade é a qualidade do design óptico e as configurações adequadas. O diâmetro da lente deve ser máximo. Mesmo com uma velocidade de obturador curta, você pode obter uma foto de alta qualidade acumulando mais luz. Recomenda-se a utilização de telescópios com montagem equatorial, cujo acionamento automático ajudará a manter os corpos em movimento no campo de visão.

Dispositivos do tipo lente espelhada são adequados para astrofotografia. Eles têm distância focal e abertura maiores, o que significa que a imagem ficará mais nítida.

Telescópios infantis

Não só os adultos, mas também as crianças se interessam pela astronomia. É claro que a base para a escolha de telescópios para eles é um pouco diferente dos critérios padrão para “adultos”. Você pode comprar com segurança seu primeiro dispositivo para uma criança de 8 a 10 anos. Este deve ser um dispositivo simples que a criança possa manusear sozinha.

O ideal é um refrator. É confiável, não requer manutenção e tem preço acessível. Uma montagem azimutal permitirá que você visualize os objetos do céu e do solo. Para isso, uma lente com abertura de 70 mm será suficiente. A maioria dos fabricantes possui linhas separadas para jovens astrônomos.

Erros comuns

Nas mentes de muitos astrônomos inexperientes, a regra não totalmente correta “mais é melhor” tornou-se arraigada. Os grandes telescópios nem sempre dão bons resultados, especialmente em uso residencial. Nessa situação, vale a pena adquirir um modelo compacto que possa ser facilmente deslocado para diferentes pontos da casa, escolhendo o local ideal para observação.

Outro erro comum é comprar um dispositivo “de uma vez por todas”. Não existem dispositivos universais e você não deve tentar comprar um telescópio para o futuro. Cada dispositivo é bom para determinados fins. Enquanto você está dominando o processo, vale a pena dar uma olhada mais de perto e pensar em comprar um modelo compacto que não necessite de ajustes (por exemplo, um refrator com diâmetro de 90-120 mm). Com o tempo, você poderá definir suas necessidades com mais clareza e comprar um modelo de telescópio mais caro e funcional.

Um telescópio é um instrumento óptico único projetado para observar corpos celestes. A utilização de instrumentos permite-nos examinar uma variedade de objetos, não só aqueles que estão próximos de nós, mas também aqueles que estão localizados a milhares de anos-luz do nosso planeta. Então, o que é um telescópio e quem o inventou?

Primeiro inventor

Dispositivos telescópicos surgiram no século XVII. No entanto, até hoje há debate sobre quem inventou o telescópio primeiro - Galileu ou Lippershei. Essas disputas estão relacionadas ao fato de ambos os cientistas desenvolverem dispositivos ópticos aproximadamente ao mesmo tempo.

Em 1608, Lippershey desenvolveu óculos para a nobreza, permitindo-lhes ver de perto objetos distantes. Neste momento, foram conduzidas negociações militares. O exército rapidamente apreciou os benefícios do desenvolvimento e sugeriu que Lippershey não atribuísse direitos autorais ao dispositivo, mas o modificasse para que pudesse ser visto com ambos os olhos. O cientista concordou.

O novo desenvolvimento do cientista não pôde ser mantido em segredo: informações sobre ele foram publicadas na mídia impressa local. Os jornalistas da época chamavam o dispositivo de luneta. Ele usava duas lentes que permitiam ampliar objetos e objetos. Desde 1609, trombetas com ampliação tripla foram vendidas a todo vapor em Paris. A partir deste ano, qualquer informação sobre Lippershey desaparece da história, e aparecem informações sobre outro cientista e suas novas descobertas.

Por volta dos mesmos anos, o italiano Galileu se dedicou ao polimento de lentes. Em 1609, ele apresentou à sociedade um novo desenvolvimento - um telescópio com ampliação tripla. O telescópio Galileo tinha qualidade de imagem superior ao telescópio Lippershey. Foi ideia do cientista italiano que recebeu o nome de “telescópio”.

No século XVII, os telescópios eram feitos por cientistas holandeses, mas tinham uma qualidade de imagem ruim. E só Galileu conseguiu desenvolver uma técnica de retificação de lentes que possibilitou ampliar objetos com clareza. Ele conseguiu um aumento de vinte vezes, o que foi um verdadeiro avanço na ciência daquela época. Com base nisso, é impossível dizer quem inventou o telescópio: se pela versão oficial foi Galileu quem apresentou ao mundo um aparelho que ele chamou de telescópio, e se você olhar a versão do desenvolvimento de um dispositivo óptico para ampliar objetos, então Lippershey foi o primeiro.

Primeiras observações do céu

Após o aparecimento do primeiro telescópio, foram feitas descobertas únicas. Galileu usou seu desenvolvimento para rastrear corpos celestes. Ele foi o primeiro a ver e esboçar crateras lunares, manchas no Sol, e também examinou as estrelas da Via Láctea e os satélites de Júpiter. O telescópio de Galileu permitiu ver os anéis de Saturno. Para sua informação, ainda existe um telescópio no mundo que funciona segundo o mesmo princípio do aparelho de Galileu. Ele está localizado no Observatório de York. O dispositivo tem um diâmetro de 102 centímetros e serve regularmente aos cientistas para rastrear corpos celestes.

Telescópios modernos

Ao longo dos séculos, os cientistas mudaram constantemente o design dos telescópios, desenvolveram novos modelos e melhoraram o fator de ampliação. Como resultado, foi possível criar pequenos e grandes telescópios com diferentes finalidades.

Os pequenos são geralmente usados ​​​​para observações domésticas de objetos espaciais, bem como para observar corpos cósmicos próximos. Grandes dispositivos permitem visualizar e tirar fotografias de corpos celestes localizados a milhares de anos-luz da Terra.

Tipos de telescópios

Existem vários tipos de telescópios:

1. Espelhado.
2. Lente.
3. Catadióptrico.

Os refratores galileanos são considerados refratores de lentes. Dispositivos de espelho incluem dispositivos reflexos. O que é um telescópio catadióptrico? Este é um desenvolvimento moderno e único que combina uma lente e um dispositivo de espelho.

Telescópios de lentes

Os telescópios desempenham um papel importante na astronomia: permitem ver cometas, planetas, estrelas e outros objetos espaciais. Um dos primeiros desenvolvimentos foram os dispositivos de lentes.

Todo telescópio possui uma lente. Esta é a parte principal de qualquer dispositivo. Ele refrata os raios de luz e os coleta em um ponto chamado foco. É nele que se constrói a imagem do objeto. Para visualizar a imagem, use uma ocular.

A lente é colocada de forma que a ocular e o foco coincidam. Os modelos modernos usam oculares móveis para observação conveniente através de um telescópio. Eles ajudam a ajustar a nitidez da imagem.

Todos os telescópios apresentam aberração – distorção do objeto em questão. Os telescópios de lentes têm várias distorções: cromática (os raios vermelhos e azuis são distorcidos) e aberração esférica.

Modelos de espelho

Os telescópios espelhados são chamados de refletores. Neles é instalado um espelho esférico que coleta o feixe de luz e o reflete por meio de um espelho na ocular. A aberração cromática não é típica dos modelos de espelho, pois a luz não é refratada. No entanto, os instrumentos espelhados apresentam aberração esférica, o que limita o campo de visão do telescópio.

Os telescópios gráficos utilizam estruturas complexas, espelhos com superfícies complexas que diferem das esféricas.

Apesar da complexidade do design, os modelos de espelho são mais fáceis de desenvolver do que as lentes. Portanto, esse tipo é mais comum. O maior diâmetro de um telescópio tipo espelho é superior a dezessete metros. Na Rússia, o maior dispositivo tem seis metros de diâmetro. Durante muitos anos foi considerada a maior do mundo.

Características do telescópio

Muitas pessoas compram dispositivos ópticos para observar corpos cósmicos. Na hora de escolher um aparelho, é importante saber não só o que é um telescópio, mas também quais características ele possui.

1. Aumentar. A distância focal da ocular e do objeto é o fator de ampliação do telescópio. Se a distância focal da lente for de dois metros e a ocular tiver cinco centímetros, esse dispositivo terá uma ampliação de quarenta vezes. Se a ocular for substituída, a ampliação será diferente.
2. Permissão. Como você sabe, a luz é caracterizada por refração e difração. Idealmente, qualquer imagem de uma estrela se parece com um disco com vários anéis concêntricos chamados anéis de difração. Os tamanhos dos discos são limitados apenas pelas capacidades do telescópio.

Telescópios sem olhos

O que é um telescópio sem olho, para que serve? Como você sabe, os olhos de cada pessoa percebem as imagens de maneira diferente. Um olho pode ver mais e o outro pode ver menos. Para que os cientistas possam ver tudo o que precisam, eles usam telescópios sem olhos. Esses aparelhos transmitem a imagem para telas de monitores, por meio das quais todos veem a imagem exatamente como ela é, sem distorções. Para pequenos telescópios, foram desenvolvidas câmeras para esse fim que se conectam a dispositivos e fotografam o céu.

Os métodos mais modernos de ver o espaço são o uso de câmeras CCD. São microcircuitos especiais sensíveis à luz que coletam informações do telescópio e as transmitem ao computador. Os dados obtidos deles são tão claros que é impossível imaginar que outros dispositivos poderiam obter tais informações. Afinal, o olho humano não consegue distinguir todas as tonalidades com tanta clareza como as câmeras modernas.

Para medir as distâncias entre estrelas e outros objetos, são utilizados instrumentos especiais - espectrógrafos. Eles estão conectados a telescópios.

Um telescópio astronômico moderno não é um dispositivo, mas vários ao mesmo tempo. Os dados recebidos de diversos dispositivos são processados ​​​​e exibidos em monitores na forma de imagens. Além disso, após o processamento, os cientistas obtêm imagens de altíssima definição. É impossível ver imagens tão nítidas do espaço com os olhos através de um telescópio.

Radiotelescópios

Os astrônomos usam enormes radiotelescópios para suas pesquisas científicas. Na maioria das vezes, parecem enormes tigelas de metal com formato parabólico. As antenas coletam o sinal recebido e processam as informações resultantes em imagens. Os radiotelescópios podem receber apenas um comprimento de onda de sinais.

Modelos infravermelhos

Um exemplo notável de telescópio infravermelho é o aparelho Hubble, embora também possa ser óptico. Em muitos aspectos, o design dos telescópios infravermelhos é semelhante ao design dos modelos de espelhos ópticos. Os raios de calor são refletidos por uma lente telescópica convencional e focados em um ponto onde o dispositivo de medição de calor está localizado. Os raios de calor resultantes passam por filtros térmicos. Só depois disso é que a fotografia acontece.

Telescópios ultravioleta

Ao fotografar, o filme pode ser exposto aos raios ultravioleta. Em algumas partes da faixa ultravioleta é possível receber imagens sem processamento ou exposição. E em alguns casos é necessário que os raios de luz passem por uma estrutura especial - um filtro. Seu uso ajuda a destacar a radiação de determinadas áreas.

Existem outros tipos de telescópios, cada um com sua finalidade e características especiais. São modelos como telescópios de raios X e raios gama. De acordo com a sua finalidade, todos os modelos existentes podem ser divididos em amadores e profissionais. E esta não é toda a classificação de dispositivos para rastreamento de corpos celestes.

As principais partes de um telescópio são -lente e ocular. A lente é apontada para o objeto que eles desejam observar e o olho é olhado pela ocular.

Existem três tipos principais de sistemas ópticos de telescópio - refrator (com lente objetiva), refletor (com lente espelhada) e telescópio com lente espelhada.

Telescópio refrator tem uma lente na frente do tubo como lente. Quanto maior o diâmetro da lente, mais brilhante o objeto celeste aparece no campo de visão e mais fraco o objeto pode ser visto através deste telescópio. Normalmente, uma lente refratora não é uma lente única, mas um sistema de lentes. São feitos de diversos tipos de vidro e colados com cola especial. Isso é feito para reduzir a distorção da imagem. Essas distorções são chamadas de aberrações. Qualquer lente tem aberrações.Os principais são a aberração esférica e a aberração cromática.

A aberração esférica ocorre quando as bordas da lente desviam os raios de luz mais do que o meio. Em outras palavras, os raios de luz que passam pela lente não convergem para um só lugar. E é muito importante para nós que os raios convirjam em um ponto. Afinal, a clareza da imagem depende disso. Mas isso não é tão ruim. Você sabe que a luz branca é composta – inclui raios de todas as cores do arco-íris. Isto pode ser facilmente verificado usando um prisma de vidro. Vamos direcionar um feixe estreito de luz branca para ele. Veremos que o raio branco, em primeiro lugar, se decomporá em vários raios coloridos e, em segundo lugar, será refratado, ou seja, mudará de direção. Mas o mais importante é que os raios de cores diferentes são refratados de maneira diferente - os vermelhos são menos desviados e os azuis mais. Uma lente também é uma espécie de prisma. E foca raios de cores diferentes de forma desigual - os azuis são coletados em um ponto mais próximo da lente, os vermelhos - mais distantes dela.

A imagem produzida pela lente é sempre levemente colorida nas bordas com uma borda de arco-íris. É assim que a aberração cromática se manifesta.

Para reduzir a aberração esférica e cromática, os astrônomos medievais tiveram a ideia de fabricar lentes com distâncias focais muito longas. Comprimento focalé a distância do centro da lente até foco, ou seja o ponto onde os raios de luz refratados se cruzam (na verdade, uma pequena imagem de um objeto é obtida no foco). O objetivo da lente é coletar mais luz de um objeto celeste e construir uma imagem minúscula e nítida desse objeto em foco.

Astrônomo polonêsXVIIséculo, Jan Hevelius fez telescópios de 50 metros de comprimento. Para que? Para que as aberrações não afetem tanto, ou seja, para obter a imagem mais clara e sem cor de um objeto celeste. Claro, trabalhar com tal refrator era muito inconveniente. Portanto, Hevelius, embora fosse um astrônomo trabalhador, não conseguiu descobrir muita coisa.

Posteriormente, os oculistas tiveram a ideia de fazer uma lente não com uma, mas com duas lentes. Além disso, os tipos de vidro e a curvatura das suas superfícies foram seleccionados de tal forma que as aberrações de uma lente fossem suprimidas e as aberrações da outra lente fossem compensadas.

Foi assim que apareceu uma lente complexa. Os refratores diminuíram imediatamente de tamanho. Por que fazer um telescópio longo se uma lente de alta qualidade pode ser mais curta? É por isso que os telescópios infantis têm imagens tão ruins – porque usam apenas uma lente como objetiva. E você precisa de pelo menos dois. Uma lente custa menos que duas, e é por isso que os telescópios infantis são tão baratos. Mesmo assim, não importa que tipo de vidro óptico seja selecionado para as lentes, não é possível evitar completamente a aberração cromática. É por isso que os refratores sempre apresentam um pequeno halo azul ao redor da imagem. No entanto, em geral, os refratores fornecem as imagens mais nítidas entre os telescópios de outros sistemas.

Você deve optar por um refrator se planeja observar detalhes de objetos celestes - montanhas e crateras na Lua, faixas e a Grande Mancha Vermelha em Júpiter, anéis de Saturno, estrelas duplas, aglomerados globulares de estrelas, etc. Objetos pálidos e embaçados - nebulosas, galáxias, cometas - precisam ser observados em telescópio refletor.

Em um refletor, a luz é coletada não por uma lente, mas por um espelho côncavo de certa curvatura. Um espelho é mais fácil de fazer do que uma lente porque você só precisa lixar uma superfície. Além disso, as lentes requerem vidro especial de alta qualidade, mas qualquer vidro é adequado para espelhos. Portanto, os refletores são geralmente mais baratos que os refratores com o mesmo diâmetro de lente. Muitos entusiastas da astronomia constroem eles próprios bons refletores. A principal vantagem de um refletor é que o espelho não produz aberração cromática.O primeiro refletor da história foi criado por Isaac Newton emXVIIIséculo. Este cientista inglês foi o primeiro a notar que um espelho côncavo reflete igualmente raios de todas as cores e pode criar uma imagem sem cor. Newton desenvolveu o sistema óptico do telescópio, comumente chamado de newtoniano. Os refletores do sistema Newtoniano são fabricados hoje industrialmente em muitos países ao redor do mundo.

O maior refletor do sistema newtoniano emXVIIIséculo foi construído pelo astrônomo inglês William Herschel. O diâmetro do espelho côncavo era de 122 cm e o comprimento do tubo do telescópio era de 12 metros. É claro que o telescópio é desajeitado, mas ainda assim não é mais o refrator de 50 metros de Hevelius. Com o seu telescópio, Herschel fez muitas descobertas notáveis. Uma das mais importantes é a descoberta do planeta Urano.

Vejamos o caminho dos raios no sistema refrator e refletor.

Em um refrator, a luz passa através de uma lente e entra diretamente na ocular e depois no olho do observador. Em um refletor, a luz é refletida de um espelho côncavo e direcionada primeiro para um espelho plano montado no topo do tubo antes de entrar na ocular e no olho. Assim, o refletor possui dois espelhos - um côncavo (principal), outro plano (diagonal). A função do espelho principal é a mesma de uma lente - coletar luz e construir uma imagem minúscula e nítida em foco.

Um espelho plano (diagonal) é sustentado por suportes especiais (geralmente são 4) na parte frontal do tubo. Agora imagine: a luz entra no tubo do telescópio, parte da luz é bloqueada por um espelho plano e estrias. Como resultado, menos luz atinge o espelho côncavo principal do que poderia alcançá-lo. Isso é chamado de blindagem central. A blindagem central resulta em perda de clareza da imagem.

Finalmente, vamos conhecer telescópios com lentes espelhadas. Eles combinam elementos de um refrator e de um refletor. Há um espelho côncavo e uma lente na frente do tubo. Normalmente, a parte traseira desta lente é banhada a prata. Este círculo prateado desempenha o papel de um espelho adicional. O caminho dos raios de luz em telescópios com lentes espelhadas é mais complexo. A luz passa pela lente frontal, depois atinge o espelho côncavo, é refletida nele, volta para a lente frontal, é refletida no círculo prateado, volta para o espelho côncavo e passa pelo orifício desse espelho. E só depois disso a luz entra na ocular e no olho do observador. O fluxo luminoso dentro do tubo muda de direção três vezes. É por isso que os telescópios com lentes espelhadas são tão compactos. Se você tem pouco espaço na sua varanda, deve optar por esse telescópio.

Existem vários sistemas ópticos de telescópios de lentes espelhadas. Por exemplo, um telescópio do sistema Maksutov, Schmidt, Cassegrain, Klevtsov. Cada uma dessas ópticas resolve à sua maneira as principais desvantagens de um telescópio de lente espelhada. Quais são essas deficiências? Em primeiro lugar, existem muitas superfícies ópticas. Vamos contar: pelo menos 6, e em cada um deles se perde parte da luz (para sua informação, são 4 no refrator e no refletor). EMMuita luz é perdida dentro desse telescópio. Se um refrator é capaz de transmitir 92% da luz que entra nele vinda de um objeto celeste, então apenas 55% da luz passa através de um telescópio de lente espelhada. Em outras palavras, os objetos nesse telescópio parecem mais escuros em comparação com um refrator com o mesmo diâmetro de lente. Portanto, os telescópios com lentes espelhadas são mais usados ​​para objetos brilhantes - a Lua e os planetas. Mas, levando em consideração a blindagem central devido ao espelho da lente frontal, temos que admitir que a clareza da imagem também é menor do que em um refrator. Em segundo lugar,tanto a lente quanto o espelho côncavo criam suas próprias aberrações. Portanto, um telescópio com lente espelhada de alta qualidade é bastante caro.

Ampliação do telescópio. Para encontrar a ampliação de um telescópio, você precisa dividir a distância focal da lente pela distância focal da ocular. Por exemplo, uma lente tem distância focal de 1 m (1.000 mm), enquanto temos à nossa disposição três oculares com distâncias focais de 5 cm (50 mm), 2 cm (20 mm) e 1 cm (10 mm). Ao trocar essas oculares, obtemos três ampliações:

Observe que se considerarmos a distância focal da lente em mm, a distância focal da ocular também estará em mm.

Parece que se você usar oculares de foco cada vez mais curto, poderá obter ampliações cada vez maiores. Por exemplo, uma ocular com distância focal de 1 mm daria uma ampliação de 1.000x com a nossa lente. No entanto, é muito difícil fabricar tal ocular com alta precisão e não há necessidade. Para observações terrestres, não é possível usar uma ampliação superior a 500 vezes devido à interferência atmosférica. Mesmo se você definir a ampliação para 500x, as correntes atmosféricas estragam tanto a imagem que nada de novo pode ser visto nela. Via de regra, as observações são realizadas com ampliação máxima de 200-300 vezes.

Apesar do uso de grandes ampliações, estrelas ainda parecem pontos em um telescópio . A razão é a distância colossal das estrelas da Terra. No entanto, um telescópio permite ver estrelas invisíveis aos olhos, porque... coleta mais luz que o olho humano. As estrelas em um telescópio parecem mais brilhantes, suas sombras são melhor distinguidas e a oscilação causada pela atmosfera da Terra é mais perceptível.

Ampliações úteis máximas e mínimas do telescópio. Um dos propósitos de um telescópio é coletar mais luz de um objeto celeste. Quanto mais luz passar pelas lentes do telescópio, mais brilhante aparecerá o objeto no campo de visão. Isto é especialmente importante ao observar objetos nebulosos - nebulosas, galáxias, cometas. Neste caso, é necessário que toda a luz coletada entre no olho do observador.

O diâmetro máximo da pupila do olho humano é de 6 mm. Se o feixe de luz que sai da ocular (o chamado aluno de saída ) será mais largo que 6 mm, o que significa que parte da luz não entrará no olho. Portanto, você precisa usar uma ocular que forneça uma pupila de saída não maior que 6 mm. Neste caso, o telescópio fornecerá a ampliação útil mínima. É calculado assim: O diâmetro da lente (em mm) é dividido por 6 mm. Por exemplo, se o diâmetro da lente for 120 mm, a ampliação mínima utilizável será 20x. É irracional usar uma ampliação ainda menor neste telescópio, uma vez que a pupila de saída será maior que 6 mm.

Lembre-se do padrão: Quanto menor for a ampliação do telescópio, maior será a pupila de saída (e vice-versa).

A ampliação útil mínima de um telescópio também é chamada equippilar, porque a pupila de saída da ocular coincide com o diâmetro máximo da pupila humana - 6 mm.

Para encontrar a ampliação máxima utilizável de um telescópio, você precisa multiplicar o diâmetro da lente (em mm) por 1,5. Se o diâmetro da lente for 120 mm, obteremos uma ampliação útil máxima de 180 vezes. Você pode obter uma ampliação maior com este telescópio, mas será inútil, porque novos detalhes não serão revelados devido ao aparecimento de padrões de difração. Ao observar estrelas duplas, às vezes é usada uma ampliação numericamente igual a duas vezes o diâmetro da lente (em mm).

Assim, em um telescópio com lente objetiva de 120 mm, faz sentido usar ampliações de 20 a 180 vezes.

Existe um chamado ampliação penetrante. Acredita-se que ao usá-lo, a melhor penetração é alcançada - as estrelas mais fracas acessíveis a um determinado telescópio tornam-se visíveis. A ampliação penetrante é usada para observar aglomerados de estrelas e satélites planetários. Para encontrá-lo, você precisa dividir o diâmetro da lente (em mm) por 0,7.

Nos telescópios, juntamente com uma ocular, o chamado Lente Barlow, que é uma lente divergente. Se uma lente Barlow for dupla (2x), então parece aumentar a distância focal da lente em 2 vezes (uma lente Barlow 3x - em 3 vezes). Se, por exemplo, a lente tiver uma distância focal de 1.000 mm, então usando uma lente Barlow 2x e uma ocular com distância focal de 10 mm obteremos uma ampliação de 200x. Assim, a lente Barlow serve para aumentar a ampliação. É claro que esta lente introduz suas próprias aberrações na imagem geral; portanto, ao identificar pequenos detalhes na Lua, no Sol e nos planetas, é melhor abandonar essa lente.

Veja mais detalhes

Um telescópio equipado para fotografar objetos celestes é chamado astrógrafo. Em vez de uma ocular, utiliza um receptor de radiação (antes era uma placa fotográfica, um filme fotográfico, hoje são dispositivos de carga acoplada). O elemento sensível à luz do receptor de radiação está localizado no ponto focal da lente, de modo que uma pequena imagem do objeto seja capturada. Hoje, um astrógrafo é certamente usado em combinação com um computador.