Indietro

ⓘ Telescopio ottico




Telescopio ottico
                                     

ⓘ Telescopio ottico

Il telescopio ottico è uno strumento ottico per losservazione astronomica nel dominio delle radiazioni elettromagnetiche visibili.

Il telescopio ottico è costituito essenzialmente da uno o più elementi ottici che raccolgono e focalizzano la luce e da un secondo gruppo di elementi che possono essere un oculare, se losservazione avviene direttamente con locchio, o un elemento sensibile che può essere una lastra fotografica o un sensore elettronico.

Il telescopio ottico può essere realizzato mediante luso di lenti, e in questo caso si parla di telescopio rifrattore oppure mediante luso di specchi, e in questo caso di parla di telescopio riflettore; oppure con schema misto.

Il cannocchiale si differenzia dal telescopio perché fornisce immagini non ribaltate ed è pensato per osservazioni terrestri, spesso a mano libera.

                                     

1. Tipi di telescopi ottici

I telescopi ottici si dividono principalmente in due classi, i rifrattori e i riflettori, in base al tipo di elementi ottici utilizzati.

  • Il telescopio rifrattore, grazie ad un insieme di lenti, sfrutta il fenomeno della rifrazione per focalizzare limmagine.
  • Il telescopio riflettore, grazie ad un insieme di specchi, sfrutta il fenomeno della riflessione per focalizzare limmagine.

Esistono tuttavia molti schemi ottici misti, detti catadiottrici che, pur utilizzando come elemento principale uno specchio primario e per questo motivo sono comunque spesso considerati telescopi riflettori, sono anche dotati di lenti correttive. Elementi correttivi di questo tipo sono ad esempio la lastra di Schmidt o la lente di Barlow. I telescopi misti tipicamente hanno caratteristiche di maggiore compattezza del tubo ottico.

Le dimensioni dei telescopi ottici variano dai pochi centimetri del diametro dei telescopi amatoriali di fascia bassa ai grandi telescopi degli osservatori astronomici che hanno diametri di diversi metri. Le grandi aperture oltre i due metri sono di dominio incontrastato dei telescopi riflettori. Oltre una certa dimensione infatti le lenti diventano talmente costose e pesanti da rendere tecnicamente ed economicamente impraticabile il loro utilizzo.

                                     

1.1. Tipi di telescopi ottici Rifrattori

I rifrattori sono i primi strumenti ottici che vennero usati per lastronomia e sono caratterizzati da un obiettivo a lenti.

I rifrattori possono essere di tipo acromatico, semi-apocromatico o apocromatico in funzione della capacità di focalizzare nello stesso punto la luce di diversi colori.

Nei rifrattori le immagini astronomiche posseggono una grandissima nitidezza, per questa ragione essi sono generalmente preferiti dagli astrofili che osservano gli sfuggenti particolari dei pianeti, spesso poco contrastati.

Nelluso amatoriale, il telescopio a lenti trova le migliori applicazioni nella osservazione dei pianeti, anche se, a causa degli alti costi di produzione, per un astrofilo è possibile comprare un riflettore significativamente più grande a parità di costo e quindi dotato nel complesso di maggiore potere risolutivo.

                                     

1.2. Tipi di telescopi ottici Telescopi newtoniani

I "newtoniani" sono i primi telescopi a specchio ad essere stati costruiti e prendono il nome dal loro inventore, Isaac Newton. Sono considerati telescopi particolarmente economici e convenienti anche in funzione del loro peso molto inferiore rispetto ad un rifrattore. Sebbene con alcuni modelli sia possibile fare astrofotografia, la posizione delloculare rende difficile posizionare la fotocamera e bilanciare lo strumento in diversi modelli commerciali non è adatto neanche il focheggiatore. Un altro problema è legato alla collimazione delle ottiche che subiscono con facilità disallineamenti causati da urti o vibrazioni.

La configurazione newtoniana viene utilizzata anche per i modelli chiamati dobsoniani: telescopi costituiti da un tubo ottico newtoniano, appoggiato ad una montatura altazimutale formata da una forcella e una piattaforma girevole appoggiata a terra. I dobsoniani sono economici perché la loro montatura è costituita solo da elementi essenziali e la configurazione ottica newtoniana è relativamente economica e di più facile costruzione, rispetto ad altri tipi di telescopi riflettori. Mentre in altre montature più complesse i movimenti di precisione per il puntamento e linseguimento del cielo avviene tramite i cosiddetti moti micrometrici un sistema di ingranaggi, mosso tramite una manopola in certi telescopi amatoriali o tramite dei motori gestiti da un computer, nella montatura dobsoniana i movimenti avvengono spingendo a mano il telescopio. Si tratta dunque di una montatura altazimutale poco precisa nellinseguimento del cielo e perciò poco adeguata allastrofotografia, tuttavia lestrema semplicità di costruzione e leconomicità, consentono di creare telescopi anche molto grandi a costi ridotti, risultando molto adatti agli appassionati delle osservazioni visuali degli oggetti deboli come le nebulose le galassie.

Sebbene siano popolari fra i dilettanti, negli osservatori professionali viene preferito invece limpiego di configurazioni più compatte: per i telescopi di grande diametro, queste si traducono in una notevole riduzione di dimensioni e di pesi, quindi in strutture più semplici per ospitarli e sostenerli, rendendo meno ardue e di costi minori le imprese ingegneristiche per costruirli.



                                     

1.3. Tipi di telescopi ottici Telescopi catadiottrici

Altri telescopi molto diffusi fra gli astrofili sono gli Schmidt-Cassegrain e i Maksutov-Cassegrain, varianti della configurazione Cassegrain e dotati di una lastra correttrice, per via della quale sono detti catadiottrici. Questi telescopi sono facili da trasportare nei modelli più piccoli, essendo caratterizzati da un tubo ottico particolarmente corto, senza dover sacrificare la lunghezza focale. Di contro lostruzione del secondario è generalmente maggiore dei newtoniani e la maggiore complessità li rende solitamente più costosi. Nonostante ciò, i Maksutov si distinguono ugualmente per una buona nitidezza e offrono buone prestazioni per losservazione planetaria.

Questi telescopi sono generalmente adatti per lastrofotografia e luso con fotocamere o i CCD. Di fatto molti obiettivi fotografici non sono altro che questo tipo di ottiche e viceversa degli obiettivi Maksutov sono stati convertiti in piccoli telescopi o talvolta in grossi binocoli. Per via della compattezza di queste configurazioni, molti telescopi computerizzati portatili hanno unottica di questo tipo.

La costruzione di una lastra correttrice nei telescopi professionali più grandi è meno conveniente, perciò adottano configurazioni non catadriottiche Cassegrain o Ritchey-Chrétien.

Il Ritchey-Chrétien è un telescopio di tipo aplanatico, esente cioè da aberrazioni sferiche e di coma. Ha un campo normale utile tra 0.8 e 1.5 gradi e richiede una lente detta spianatrice di campo.

                                     

2. Parti di un telescopio ottico

Raddrizzatore dimmagine

Ha la caratteristica di raddrizzare limmagine e quindi permette luso del telescopio come cannocchiale terrestre. Ingrandisce limmagine di 1.5 volte.

                                     

2.1. Parti di un telescopio ottico Tubo ottico

Con il termine tubo ottico, a volte indicato con lacronimo OTA Optical Tube Assembly, si intende sia il sostegno meccanico delle diverse parti ottiche del telescopio, che le ottiche principali e secondarie complessivamente montate in opera nel tubo.

Nei grandi telescopi astronomici moderni, rispetto ad un vero e proprio tubo, è sempre più diffuso lutilizzo di un più leggero e rigido traliccio di sostegno.

  • Dispositivi per alloggiamento e adattamento di oculari, filtri, lenti addizionali, spettroscopi, porta lastre, adattatori per riprese col CCD, ecc.
  • Specchio secondario: è posto nella parte anteriore del tubo, è piano e di forma ellittica; riflette la luce raccolta dallo specchio principale alloculare.
  • Specchio primario principale: è posto nella parte posteriore del tubo; è in genere parabolico, ricoperto da un sottile strato di alluminio riflettente. Raccoglie la luce, la riflette allo specchio secondario che a sua volta la invia alloculare.


                                     

2.2. Parti di un telescopio ottico Oculari

  • SP Super Plossl: oculare plossl con aggiunta una lente spianatrice di campo per ampliare il campo apparente.
  • K Kellner: Sono composti da tre lenti per la correzione dellaberrazione cromatica, dovuta alla diversa rifrazione delle diverse lunghezze donda della luce.
  • Or Ortoscopico: è il miglior oculare in circolazione, dotato di 4 lenti, è molto costoso.
  • R Ramsden: oculare simile allHuygens. Adatto a ottiche più luminose, ha il difetto di rendere visibile ogni granello di polvere sulle sue due lenti essendo il piano focale molto vicino alla lente delloculare.
  • Pl Plossl: Sono formati da 4 lenti in due accoppiate validi per tutti i tipi di osservazioni; richiede una maggiore distanza dellocchio avendo una estrazione pupillare più stretta.
  • H Huygens: Sono composti da due lenti piano-convesse, economico è molto comune.
                                     

2.3. Parti di un telescopio ottico Lente di Barlow

Con il termine lente di Barlow si indica propriamente un sistema di lenti con curvatura negativa, che divergono i raggi luminosi diretti al fuoco. Detto sistema raddoppia la lunghezza focale dellobiettivo e quindi gli ingrandimenti ottenibili. Riduce però sia la luminosità che la qualità dellimmagine. È utilizzato per losservazione degli oggetti molto luminosi, delle stelle doppie e in generale quando è necessario disporre di una immagine dalle notevoli dimensioni angolari, senza far ricorso a oculari dalla eccessivamente piccola lunghezza focale.

                                     

2.4. Parti di un telescopio ottico Filtri

I filtri sono delle lastre pian-parallele di vetro ottico colorate in pasta oppure di gelatina tipo Kodak-Wratten che fanno passare quasi esclusivamente la luce del loro colore.

  • Filtro blu: è indicato per Giove, Saturno e Venere
  • Filtro solare: ha uno spessore di 19 micron 19 millesimi di millimetro; impedisce il passaggio dei raggi infrarossi e ultravioletti diminuendo di molto la luminosità del Sole.
  • Filtri rosso e arancione: sono indicati per i pianeti, in particolare per Marte
  • Filtro verde: è indicato per losservazione della Luna.

I filtri astronomici di migliore qualità sono quelli interferenziali.

                                     

2.5. Parti di un telescopio ottico Raddrizzatore dimmagine

Ha la caratteristica di raddrizzare limmagine e quindi permette luso del telescopio come cannocchiale terrestre. Ingrandisce limmagine di 1.5 volte.

                                     

3. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici

Lunghezza focale

La lunghezza focale è la misura del percorso ottico della luce allinterno del tubo ottico, dal suo ingresso nellobiettivo sino al fuoco delloculare.

                                     

3.1. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici Diametro

Per diametro di un telescopio si intende il diametro di apertura dellobiettivo ottico, esso viene misurato di millimetri o in pollici. Limportanza del diametro consiste non solo nella quantità di luce che esso raccoglie ma soprattutto nella risoluzione dellimmagine prodotta; allaumentare del diametro aumentano queste caratteristiche ma consequenzialmente aumenta la sensibilità alle turbolenze atmosferiche.

                                     

3.2. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici Lunghezza focale

La lunghezza focale è la misura del percorso ottico della luce allinterno del tubo ottico, dal suo ingresso nellobiettivo sino al fuoco delloculare.

                                     

3.3. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici Il potere di risoluzione

Il fenomeno della diffrazione ottica pone un limite alla risoluzione che un telescopio può raggiungere. Il fenomeno è correlato al cosiddetto disco di Airy, e pone un limite alla minima distanza angolare a cui possono trovarsi due "punti" osservati perché si possa distinguerli luno dallaltro. Questo limite assoluto è chiamato limite di risoluzione di Sparrow, o più comunemente limite di diffrazione. Tale minima distanza è direttamente proporzionale alla lunghezza donda della luce osservata e inversamente proporzionale al diametro dellobbiettivo del telescopio. Ciò significa che un telescopio di un certo diametro può risolvere fino ad un certo punto oggetti osservati in una certa lunghezza donda. Se si vuole una risoluzione maggiore distanza minima più piccola alla stessa lunghezza donda, occorre usare un telescopio più grande.

In astronomia il potere di risoluzione è sostanzialmente il più piccolo angolo di separazione risolvibile tra due stelle vicine misurato in secondi darco.

Il potere di risoluzione dellocchio umano è di un minuto darco. Per un telescopio di 114 mm di diametro la risoluzione è di circa 1", mentre un telescopio da 200 mm ha una risoluzione di 0.6". Tuttavia la turbolenza atmosferica la stabilità dello strumento e la qualità dellobiettivo fanno scendere il valore teorico ottenuto.



                                     

3.4. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici Lingrandimento

Lingrandimento di unimmagine dipende sostanzialmente dalla lunghezza focale del telescopio e dalloculare utilizzato. Dividendo la lunghezza focale per quella delloculare si ottengono gli ingrandimenti. Ad esempio se il telescopio ha una lunghezza focale di 1000 mm e si utilizza un oculare da 12 mm, si ottengono 83 ingrandimenti.

In un telescopio, come in ogni strumento ottico, esistono dei limiti pratici allutilizzo di alti ingrandimenti, sia perché il campo visivo si restringe, sia perché il livello di dettaglio che si riesce a percepire è fissato dal potere risolutivo, quindi ingrandendo a dismisura si otterrà soltanto unimmagine confusa e "sfumata". Leffetto è paragonabile a quando si zooma eccessivamente unimmagine la cui risoluzione è fissata sullo schermo del computer.

                                     

3.5. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici La percentuale di ostruzione

La cosiddetta ostruzione in un telescopio è un valore calcolato solamente per i modelli a riflessione in cui si utilizza uno specchio secondario di riflessione. La dimensione del secondario costituisce superficie di ostruzione alla luce entrante, pertanto in base ai modelli è possibile avere unostruzione compresa tra il 10 e il 45% Lostruzione influenza il contrasto dellimmagine nonché la capacità di acquisire luce, che per alte ostruzioni sarà sicuramente minore.

                                     

3.6. Caratteristiche tecniche dei telescopi ottici Accessori fotografici

Fra gli accessori fotografici, il principale è ovviamente la fotocamera. Chi usa la pellicola, preferisce le vecchie macchine reflex manuali, che possono tenere aperto lotturatore per tutte le ore di posa, senza pericolo che si chiuda per lesaurimento della batteria. Per chi punta sul digitale, la tecnologia migliora ogni anno: attualmente si può partire da comuni fotocamere digitali e webcam, per arrivare ai CCD dedicati spesso dotati di sistemi di raffreddamento, che hanno una grandissima sensibilità e qualità. A queste vengono affiancati i vari raccordi e adattatori necessari, ma soprattutto il sistema di guida, che può essere basato su un telescopio guida montato in parallelo al principale oppure può essere una guida fuori asse, che intercetta parte della luce che va alla fotocamera, ridirigendola verso loculare di guida. Delloculare guida esistono diversi modelli, accomunati da un reticolo illuminato, con la funzione di mirino e riferimento.

                                     

4. Ottiche attive e adattive

Laumento sempre maggiore delle dimensioni degli specchi primari nei moderni telescopi, amplifica i problemi di deformazione dellottica a causa delle flessioni della stessa struttura del telescopio. Avviene così che in base alla posizione di puntamento lo specchio primario subisca delle flessioni che diminuiscono le prestazioni dello strumento. Per questa ragione si è sviluppata una tecnologia composta da una serie di pistoni pneumatici atti ad agire sui vari punti dello specchio, onde contrastare le deformazioni statiche. Tale sistema viene chiamato di ottica attiva. Alcuni sistemi sfruttano degli attuatori a gravità, tramite un contrappeso, altri tramite un sistema computerizzato di controllo dellimmagine.

Di simile principio è anche quello dell ottica adattiva, applicato questa volta ai problemi della turbolenza atmosferica. Le deformazioni dellimmagine causate dallatmosfera vengono corrette da un sensore che agisce sugli attuatori posti nello specchio primario, in base al raffronto dei fronti donda ottica delle immagini. Con questa correzione limmagine continuamente corretta diviene qualitativamente più contrastata e nitida.

Il sistema dellottica adattiva, seppur molto costoso e complesso nella sua attuazione, risulta molto efficace allatto pratico. Un numero crescente di osservatori astronomici adotta nei propri strumenti questo sistema, il cui sviluppo sta man mano determinando una diminuzione dei costi di questa nuova tecnologia.

                                     
  • al telescopio Schmidt, in modo da dirigere la luce attraverso un foro nel primario, dà luogo al telescopio Schmidt - Cassegrain. Questo schema ottico è molto
  • Il telescopio VST VLT Survey Telescope è l oggetto di una cooperazione nata nel 1997 tra l OAC Osservatorio Astronomico di Capodimonte e l ESO European
  • avvenuta il 15 settembre 2000 per il telescopio Baade, e il 7 settembre 2002 per il telescopio Clay. I due telescopi sono stati costruiti e vengono gestiti
  • tubo ottico è un tubo di materiale vario dove la luce percorre il suo cammino ottico senza subire disturbi da parte di luci parassite. I tubi ottici non
  • Il telescopio catadiottrico è un tipo di telescopio che si basa su un sistema ottico costituito da specchi e lenti. In tale telescopio che può quindi
  • Il telescopio dobsoniano talvolta detto semplicemente dobson è un tipo di particolare costruzione meccanica per telescopio reso popolare da John Dobson
  • Nordic Optical Telescope dal New Technology Telescope dal Telescopio Nazionale Galileo e dai Telescopi Keck. Nei moderni telescopi ottici si ha la tendenza
  • apparecchi ottici in cui il cammino ottico gioca un ruolo importante: Microscopio ottico Telescopio riflettore Sestante Telescopio Microscopio elettronico Proiettore

Anche gli utenti hanno cercato:

immagine telescopio, lunghezza focale telescopio, parti del telescopio ottico, telescopio elettronico,

...
...
...