Rodzaje teleskopów
(kliknij na obrazek aby powiększyć)
Źródło: Miniporadnik Astronomiczny Delta Optical
Wady układów optycznych
Aberracja chromatyczna w pojedynczej soczewce
Pojawia się tylko w układach, w których następuje refrakcja (załamanie światła). Każda barwa (fale o różnej długości) są załamywane pod innym kątem w wyniku czego światło czerwone skupia się dalej, niebieskie najbliżej. Poziom aberracji chromatycznej określa tzw. współczynnik dyspersji materiału, z którego wykonany jest element załamujący światło.
Obrazy obarczone tą wadą otoczone są kolorowymi obwódkami. W teleskopach astronomicznych widoczne jest to zwłaszcza na jasnych obiektach, takich jak gwiazdy, wokół tarcz planet i krawędzi Księżyca lub Słońca.
Aberracja sferyczna w soczewce i zwierciadle
Może pojawić się zarówno w układach refrakcyjnych jak i refleksyjnych. Promień światła przechodzący/odbity w różnej odległości od osi optycznej (środka soczewki/zwierciadła) załamuje się pod różnym kątem (wszystkie barwy składowe tak samo).Efekt występuje w przypadku zastosowania zwierciadeł lub soczewek sferycznych (ich krzywizny są wycinkiem sfery) i jest odwrotnie proporcjonalny do trzeciej potęgi światłosiły (im większa światlosiła tym mniejsza aberracja).
Przekłada się to na jakość otrzymanego obrazu i niemożność prawidłowego ustawienia ostrości. Tak jak przy chromatyzmie abberację sferyczną mozna zniwelować poprzez zastosowanie odpowiednio dobranych gatunków szkła i krzywizny soczewek. natomiast w przypadku zwierciadeł poprzez figuryzację jego kształtu do formy paraboloidy obrotowej. Wymaga to dla zwierciadła sferycznego, odpowiedniego wypłaszczenia jego strefy brzegowej.
Koma ujemna i dodatnia w układzie refrakcyjnym
Może pojawić się zarówno w układach refrakcyjnych jak i refleksyjnych. Wada jest związana ze skośnymi wiązkami światła, czyli takimi, które nie są równoległe do osi optycznej instrumentu (ich źródło znajduje się poza osią optyczną). Promienie padające na soczewkę lub zwierciadło tworzą inny kąt z powierzchnią elementu optycznego w wyniku czego zostają inaczej załamane/odbite (rysunek). W wyniku tego promienie padające dalej od środka soczewki lub zwierciadła nie są ogniskowane w jednym punkcie, ale tworzą okręgi o średnicy tym większej im dalej od środka przechodził promień światła. Środki tych okręgów są przesunięte względem siebie i w efekcie tworzą obraz przedstawiony na rysunku. Przesunięcie środków może następować w kierunku osi optycznej (lewa strona rysunku) - mamy wówczas do czynienia z komą ujemną (negatywną), lub w kierunku odwrotnym (prawa strona rysunku) - mamy wówczas do czynienia z komą dodatnią (pozytywną). Wada jest odwrotnie proporcjonalna do ogniskowej instrumentu (tym większa im krótsza ogniskowa).
Obrazy gwiazd, które się obserwuje w teleskopie (zwłaszcza na kraju pola widzenia), przypominają przecinki. Koryguje się ją na kilka sposobów, m.in. poprzez konstruowanie specjalnych korektorów komy, czyli systemów soczewek, które umieszczone pomiędzy obiektywem a właściwym okularem deformują odpowiednio czoło padającej fali zmniejszając wadę. Można zaprojektować też obiektywy refraktorów w ten sposób, aby koma była niewielka.
Krzywizna pola (powierzchnia Petzvala) pojedynczej soczewki i zwierciadła
Może pojawić się zarówno w układach refrakcyjnych jak i refleksyjnych. W idealnym przypadku wszystkie punkty obrazu tworzonego przez soczewkę lub zwierciadło powinny znajdować się na jednej płaszczyźnie. Niestety większość układów optycznych ogniskuje obraz na zakrzywionej powierzchni ułożonej symetrycznie wokół osi optycznej (tzw. powierzchnia Petzvala) - rysunek. Promień tej krzywizny mocno zależy od rodzaju układu optycznego, jednak mocno uogólniając można stwierdzić, że jest proporcjonalny do ogniskowej.
Efektem krzywizny pola jest brak możliwości wyostrzenia obrazu w całym polu widzenia, np. obraz ostry w środku będzie rozmywał się na brzegach, tym mocniej im dalej od środka osi optycznej. Efekt ten będzie tym większy im mniejszy promień krzywizny Petzvala (powierzchnia na której ogniskuje się obraz będzie bardziej wypukła/wklęsła).
Dystorsja powoduje, że obserwowany w okularze teleskopu obraz wydaje się powiększony w centralnej części w porównaniu do rejonów brzegowych. Może przyjmować formy: beczkową, gdzie części centralne wydają się barsziej powiększone lub poduszkową, w której bardziej powiększone wydają się skrajne części pola widzenia
Tekst: www.afterdusk.pl, Przemysław Rudź Astronomia bez tajemnic, wyd. Samo Sedno, Warszawa 2011
Ilustracje: www.optyczne.pl, www.afterdusk.pl
Rodzaje montaży teleskopowych
Montaż azymutalnyTo najprostszy z montaży, na którym teleskop może obracać się w wysokości (pionowo) i w azymucie (poziomo). To proste rozwiązanie ma istotną wadę: pozorny ruch sfery niebieskiej powoduje, że obserwowane obiekty należy nieustannie śledzić, poruszając teleskopem w obu osiach. Mimo tego montaże te są nadal stosowane. Teleskop na montażu horyzontalnym zainstalowany na biegunie północnym lub południowym, może śledzić gwiazdę obracając się tylko w azymucie. Jednak w każdej innej szerokości geograficznej niezbędne są dwa ruchy, w wysokości i azymucie, by utrzymać gwiazdę w polu widzenia. Montażem horyzontalnym jest zazwyczaj trójnóg umożliwiający swobodny obrót w dowolnym kierunku. Nie jest łatwo prowadzić teleskop, gdyż wymaga to dwóch niezależnych ruchów oznacza to, że montaż horyzontalny, w przeciwieństwie do równikowego, nadaje się raczej do małych teleskopów. Jest powszechnie stosowany przy obserwacjach za pomocą refraktora.
Jest najpopularniejszą odmiana montaży. Są stosowane jako podparcie do dużej średnicy teleskopów zwierciadlanych. Jego zaletą jest to iż jest on tani, prosty w budowie. Cała tajemnica stabilności Dobsona polega na odpowiednim doborze materiałów. Montaż Dobsona jest także lekki, gdyż nie posiada przeciwwag stanowiących zwykle prawie połowę masy teleskopu na montażu paralaktycznym.
Sprawia iż, teleskop umocowany jest na osi ustawionej równolegle do osi Ziemi. Dzięki temu, gdy teleskop obraca się ze wschodu na zachód, to ruch w górę i w dół wykonuje automatycznie. Różni się on od montażu azymutalnego tym, że jego tzw. oś biegunowa skierowany jest na północ geograficzną i nachylona do horyzontu o kąt 90 stopni minus kąt szerokości geograficznej miejsca obserwacji. Obiekty mogą być śledzone automatycznie gdy montaż taki uzupełni się o napęd. Musi on jednak być tak dobrany, aby teleskop wykonywał pełny obrót wokół osi rektascencji w czasie 24 godzin. Oprócz ułatwienia obserwacji umożliwia on także wykonywanie astrofotografii z czasami wynoszącymi nawet kilka godzin. Montaże równikowe mają różną konstrukcję, a każda z nich ma wady i zalety. Przy zakupie lub samodzielnym montażu najważniejsze, aby upewnić się, że jest on rzeczywiście solidny. Duży teleskop powinien być zainstalowany na masywnym montażu na stałe.
Montaż niemiecki - szczególnie wskazany jest dla refraktorów. Teleskop jest zamontowany na jednym końcu osi, a przeciwwaga na drugim. Można go stosować w każdej szerokości geograficznej, jest stosunkowo prosty w budowie, łatwo jest doczepiać do niego różne akcesoria i dostępne jest dla niego całe niebo. Główną jego wagą jest konieczność zainstalowania przeciwwagi, co zwiększa ciężar konstrukcji.
Montaż widłowy - najlepiej nadaje się do refrektorów. Nie ma kłopotliwej przeciwwagi, a cała konstrukcja jest szczególnie stabilna. Jeżeli oś biegunowa i widły są dostatecznie solidne, jest to zapewne najlepszy montaż dla refrektorów Newtona, które są jednymi z najbardziej popularnych teleskopów amatorskich; znajduje się w wielu największych obserwatoriach świata. Montaż widłowy występuje także jako azymutalny.
Tekst: www.astroflesz.pl
Zdjęcia: www.deltaoptical.pl, www.astropolis.pl, www.jakkupować.pl
Rodzaje okularów teleskopowych
Nazwa | Budowa | Opis |
Okular Huygensa (oznaczenie H) | Jest to najpopularniejszy okular w Polsce i za wschodnią granicą, jednak na świecie rzadziej spotykany. Ma on bardzo prostą budowę (składa się z dwóch soczewek) oraz bardzo małe pole widzenia ok. 30o. Należy wspomnieć, że okular ten jest dosyć często używany w mikroskopach i dołączany do wielu modeli teleskopów sprzedawanych w Polsce. Warto też zwrócić uwagę, że ww. okular w teleskopach o światłosiłach f/3, f/4 i zbliżonych, nie będzie dawał ostrego obrazu na całej powierzchni pola widzenia - tylko w centrum. | |
Okular Ramsdena | Jest okularem dwuelementowym, o bez wątpienia lepszej optyce, jednak ciągle nie jest to okular z którego bylibyśmy zadowoleni. Również małe pole widzenia, ok. 30o. Poza tym, okular Ramsdena jest rzadko spotykany w Polsce. | |
Okular Kellnera (oznaczenie K) | Jest kolejnym okularem jaki jest bardzo popularny w Polsce. Ma on większe pole widzenia niż okular Huygensa bo wynoszące około 40o. Na rynku możemy spotkać również jego odmiany jak MA - Modified Achromatic oraz AR - Achromatic Ramsden. Obydwa są lepsze od standardowego Kellnera. Okular Kellnera składa się z trzech elementów optycznych i jest achromatyczny. Zapewnia on dobrą jakość obrazu na obrzeżach obserwowanych obrazów. Jest on dodawany do droższych teleskopów niemieckiej firmy - Bresser Optik. Szkoda tylko że nie do wszystkich, bo jest dobrym okularem i pozwala na uzyskiwanie przyzwoitych obrazów. Jednym słowem - w miarę tani i dobry okular do wielu amatorskich zastosowań. | |
Okular Plössla (PL) i Super-Plössl (S-PL) | Jest okularem składającym się z czterech elementów optycznych o bardzo dobrej jakości i stosunkowo dużym polu widzenia, bo wynoszącym ok. 50o. Jest achromatyczny. Nadaje się on do wszystkich obiektów i zapewnia bardzo dobry i ostry obraz na obrzeżach i w centrum pola widzenia. Jest wart polecenia nie tylko w teleskopach o większych obiektywach - lustrach, ale oczywiście również do mniejszych, takich, do których się nadaje (patrz na średnicę wyciągu okularowego). Jest dodawany w większości teleskopów firmy Meade i Celestron. Zapewnia on bardzo dobrą jakość obrazu i kontrast na całej powierzchni pola widzenia. Super-Plössl jest kolejną generacją okularu Plössla. Przewyższa on ceną jak i jakością swego starszego brata: jego optyka jest bardziej dopracowana, co ma odzwierciedlenie w cenie, ale pozwala nam się rozkoszować bardzo dobrym obrazem na całej powierzchni i szerszym polem widzenia, bo 52-54o. To taki udoskonalony Plössl. Obydwa okulary możemy łatwo kupić, ceny jak na okular tej klasy są dosyć przystępne - w granicach od 100 zł (PL) do 250 zł (S-PL). | |
Okular ortoskopowy Abbego | Konstrukcja tego okularu zakłada że pierwsza soczewka (kolektor) składa się z trzech elementów. Współpracują one z soczewką okularową znajdującą się nieco dalej. W wyniku tego uzyskuje się obraz jasny o dobrej ostrości i kontraście o zredukowanej niepożądanej dystorsji. Okular tego typu bardzo skutecznie likwiduje też aberrację chromatyczną. Niestety skutkuje to również stosunkowo niedużym polem widzenia (40-50 stopni). Krótkoogniskowe okulary tego typu, tak jak okulary Kellnera, charakteryzują się także niewielką wartością odstępu źrenicy. Okulary ortoskopowe wykorzystywane są jednak jako wysokiej jakości okulary krótkoogniskowe przeznaczone do obserwacji planetarnych. | |
Okular Erfle'a | To okular podchodzący pod zastosowania profesjonalne. Jego pole widzenia wynosi ok. 60-70o (więc przewyższa dwukrotnie pole widzenia okularu Huygensa). Przewyższa go jednak (również w Polsce) wielokrotnie ceną. Jakość takiego okularu jest prawie idealna. Okular Erfle'a składa się z dużej liczby elementów - pięciu soczewek. "Działa" on poprawnie przy każdej światłosile (podobnie jak PL i S-PL). Cena takiego okularu w firmie waha się w granicach 1000 zł. Ale okular ten nadaje się naprawdę dla osób które chcą się zajmować astronomią profesjonalnie. | |
Inne typy okularów astronomicznych | ||
Okular Lantanowy | Jest to profesjonalny okular obserwacyjny do zastosowao astronomicznych. Zbudowany jest z pięciu lub sześciu soczewek, doskonale redukujących powstawanie widma wtórnego i aberracji chromatycznej. W okularze zastosowano również soczewkę ze szkła z domieszką lantanu. Pole widzenia uzyskiwane przez okulary lantanowe wynosi 45-65o. Spotykane są okulary lantanowe o ogniskowych od 2 do 40mm. Wartośd odstępu źrenicy wyjściowej jest rzędu 20mm i zapewnia komfort obserwacji. Polecany jest do obserwacji Księżyca, gromad gwiazd. Jego krótkoogniskowe modele znajdują zastosowanie do obserwacji planetarnych. Jakośd obrazu jest bliska doskonałości. | |
Ultrawide i Super-Ultrawide (oznaczenia UWA i SWA) | Nowoczesna odmiana Erfle'a i Naglera. Są szerokokątnymi okularami profesjonalnymi, o budowie bardzo złożonej i skomplikowanej (obliczane i wykonane z wykorzystaniem najnowszych technologii). Ich pole widzenia wynosi ok. 80-90o i pokrywa pole widzenia oka ludzkiego (jak wiadomo pole widzenia oka nieruchomego wynosi - 90o od strony skroniowej, 60o od nosa, 50o od góry i 70o od dołu). Składają się one z około 9 elementów optycznych, ich jakość jest idealna. Nie ma sensu opisywać tutaj tych okularów, bo z tego, co wiadomo, ich cena wynosi więcej niż nie jeden amatorski teleskop - około 3000 zł, choć ostatnio troszkę się tu poprawiło i dobry SWA i UWA zaczynają się od 500-700 złotych. (dane i ceny za Sky&Telescope). | |
Okular z podświetlanym celownikiem | Okulary tego typu posiadają podświetlony krzyż celowniczy (podobny do krzyża lunet strzeleckich) lub inny wzór ułatwiający wyśrodkowywanie obiektów w polu widzenia. Siatka celownicza jest przy tym podświetlana zapewniając podczas prowadzenia obserwacji odpowiedni kontrast z ciemnym nocnym niebem. |
Tekst: www.teleskopy.pl, www.astrozakupy.pl
Ilustracje: www.astrozakupy.pl
© 2014 Piotr Mikołajczak