تلسکوپ بازتابی
Reflective telescope
در تلسکوپ بازتابی عامل همگراکننده پرتوهای موازی نور نه یک عدسی بلکه آیینه مقعر می باشد. در ساده وشاید ارزانترین نمونه تلسکوپ بازتابی یعنی تلسکوپ نیوتونی از یک آیینه مقعر نقره یا آلومینیم اندود ؛یک آیینه تخت کوچک بیضوی شکل یا مستطیلی ویک عدسی چشمی مشابه تلسکوپهای شکستی استفاده می شود.
آیینه ٬پرتوهای موازی نور را در نقطه کانونی خود که فاصله آن تا سطحش برابر با نصف شعاع انحناء سطحش می باشدمتمرکز می کند از آنجاییکه این نقطه دقیقا" در مرکز لوله تلسکوپ قرار دارد ونمی توان مستقیما" از آن استفاده کرد بکمک یک منشور یا آیینه تخت کوچک که با زاویه 45 درجه نسبت به محور وسط تلسکوپ ( محور نوری) نصب می شود 90 درجه چرخیده وبه بیرون از لوله هدایت می شود.عدسی چشمی نیز در یک لوله نگهدارنده کوچک که بطور عمود بر لوله اصلی تلسکوپ نصب شده بگونه ای قرار می گیرد که نقطه کانونی آن بر این نقطه کانونی آیینه اصلی منطبق می شود.
امروزه در تلسکوپها علاوه بر آیینه که دارای خاصیت بازتابی است از عدسی وتیغه های تصحیح کننده هم استفاده می شود یعنی می توان آنها را ترکیبی از تلسکوپ بازتابی وشکستی نامید این تلسکوپها با نام تلسکوپ کاتادیوپتریک هم شناخته می شوند.
واژه های مرتبط:تلسکوپ اشمیت کاسگرین - تلسکوپ گریگورین - تلسکوپ ماکستوف-تلسکوپ کاسگرین
بعد از عدسی یا آینه در تلسکوپ مهمترین قسمت یک تلسکوپ عدسی چشمی آن است.بصورت ابتدایی می توان گفت کار آن بزرگ نمودن تصویر ایجادشده توسط عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ است وبکمک آن است که می توان تصویر را مشاهده نمود.عدسی چشمی در طرحهای اولیه تلسکوپها شامل یک عدسی بوده ولی در حال حاضر معمولا"بصورت ترکیبی از عدسیهای کوچک می باشد که یا بهم چسبیده اند یا در فاصله اندکی از هم درون لوله ای کوچک بعنوان بدنه عدسی چشمی قرار گرفته اند.معمولا" عدسی ای که جلوتر است یعنی به عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ نزدیکتر است عدسی میدان field lensوعدسی که به چشم نزدیکتر است را عدسی چشم eye lensمی نامند.
مهمترین ویژگیهای یک عدسی چشمی عبارتند از : فاصله کانونی میدان دیدفاصله راحتی چشم واندازه مردمک خروجی.گفتی است عدسی چشمی ای را نمی توان یافت که همه خواص آن همزمان در حالت ایده آل باشند.
فاصله کانونی یک عدسی چشمی در حد 3 تا 40 میلیمتر است واهمیت آن تا این اندازه است که از تقسیم نمودن فاصله کانونی عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ بر آن مقدار بزرگنمایی تلسکوپ بدست می آید.برای انجام رصدهای مختلف لازم است شخص به چند عدسی چشمی با فواصل کانونی متفاوت مجهز باشد.
میدان دید ظاهری یا( acceptance angle)یک عدسی چشمی نوعی در حدود 40 درجه است.معمولا"هر چه اندازه آن بیشتر باشد تصویر برای رصد کننده جذابتر خواهد بود.چشمی هایی نیز در بازار یافت می شوند که میدان دید آنها (حتی 80 درجه)والبته قیمت آنها نیز بیشتر است.این چشمی ها با عنوان wide angle شناخته می شوند.
این میدان دید زیاد می تواند به ایرادهایی بویژه در لبه میدان دید ایجاد کند.میدان دید زیاد برای رصد اجسام گسترده آسمانی مانند سحابیهای بزرگ بسیار مناسب است.
میدان دید یک تلسکوپ از تقسیم نمودن این اندازه میدان بر قدرت بزرگنمایی تلسکوپ بدست می آید بنابراین هرچه قدرت بزرگنمایی تلسکوپ بیشتر باشد میدان دید تلسکوپ کمتر ولذت مشاهده اجسام گسترده توسط این تلسکوپ کمتر خواهد بود.
اندازه مردمک خروجی عدسی چشمی:
اگر قطر پرتوهای خروجی از عدسی چشمی در مکانی که تصویر ناشی از عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ شکل می گیرد و ما آنرا اندازه مردمک خروجی می نامیم در حد قطر مردمک چشم رصد کننده باشد می توان گفت که نور خروجی از عدسی چشمی بطور کامل وارد چشم می شود. چنین عدسی ای از لحاظ اندازه مردمک چشم مناسب است.
اگر اندازه آن از اندازه مردمک چشم بیشتر باشد مقداری از پرتوها وارد قرنیه چشم نمی شوند در واقع تلف می شوند.
از طرف دیگر اگر اندازه آن کمتر از قطر مردمک چشم باشد برای دیدن کل تصویر باید شخص رصد کننده چشم خود را جابجا کند.لازم به گفتن است قطر مردمک چشم انسان در زمان کودکی در حدود 7 میلیمتر وبا افزایش سن کاهش یافته وبه 3 تا 4 میلیمتر می رسد.
اندازه مردمک خروجی با تقسیم نمودن فاصله کانونی چشمی بر نسبت کانونی تلسکوپ بدست می آید .برای مثال در یک تلسکوپ با نسبت کانونیf/8اگر از عدسی چشمی با فاصله کانونی 24 میلیمتر استفاده شوداندازه مردمک خروجی 3 میلیمتر خواهد بود.بطور کلی اندازه مناسب آن بین 3تا 7 میلیمتر می باشد.
فاصله راحتی چشم:
هنگامیکه از یک عدسی چشمی در تلسکوپ استفاده می شود برای دیدن کل تصویر جسم شخص رصد کننده باید چشم خود را درفاصله معینی از عدسی چشمی قرار بدهد.این فاصله همان فاصله بین مکان قرار گیری تصویر ناشی از عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ(مردمک خروجی) وعدسی چشم ٬درون عدسی چشمی می باشد.اگر فاصله راحتی چشم کم باشد شخص مجبور است چشم خود را به لبه بدنه عدسی چشمی بچسباند واین برای او ناراحت کننده است.
با توجه به مکان ٬قطر و فاصله کانونی عدسی های استفاده شده در ساخت چشمی عدسی های مختلفی تاکنون ابداع شده اند مانند چشمی هویگنسیچشمی رمزدنچشمی کلنرچشمی ارتوسکوپیک وچشمی ارفل و......
مردمک خروجی
Exit pupil
اندازه مردمک خروجی عدسی چشمی:اگر قطر پرتوهای خروجی از عدسی چشمی در مکانی که تصویر ناشی از عدسی یا آیینه اصلی تلسکوپ شکل می گیرد و ما آنرا مردمک خروجی می نامیم در حد قطر مردمک چشم رصد کننده باشد می توان گفت که نور خروجی از عدسی چشمی بطور کامل وارد چشم می شود. چنین عدسی ای از لحاظ اندازه مردمک چشم مناسب است.
اگر اندازه آن از اندازه مردمک چشم بیشتر باشد مقداری از پرتوها وارد قرنیه چشم نمی شوند در واقع تلف می شوند.
از طرف دیگر اگر اندازه آن کمتر از قطر مردمک چشم باشد برای دیدن کل تصویر باید شخص رصد کننده چشم خود را جابجا کند.لازم به گفتن است قطر مردمک چشم انسان در زمان کودکی در حدود 7 میلیمتر وبا افزایش سن کاهش یافته وبه 3 تا 4 میلیمتر میرسد.اندازه مردمک خروجی با تقسیم نمودن فاصله کانونی چشمی برنسبت کانونی تلسکوپ بدست می آید .برای مثال در یک تلسکوپ با نسبت کانونیf/8اگر از عدسی چشمی با فاصله کانونی 24 میلیمتر استفاده شوداندازه مردمک خروجی 3 میلیمتر خواهد بود.بطور کلی اندازه مناسب آن بین 3تا 7 میلیمتر می باشد.
در سایت زیر اندازه مردمک خروجی تلسکوپ و حداکثر قدرقابل مشاهده توسط تلسکوپ با در نظر گرفتن کیفیت جوی،سن رصدکننده ،اندازه بزرگنمایی وقطر تلسکوپ آورده شده است.در نظر داشته باشید این رابطه تقریبی است:
قدرت بزرگنمایی
Magnification power
توان بزرگ نمودن تصویر در یک تلسکوپ.برای نمونه اگر اندازه ظاهری یک جسم نیم درجه باشد اگر با تلسکوپی که توان بزرگنمایی آن 50 است به آن نگاه کنیم آنرا به اندازه ظاهری 25 درجه می بینیم.درتلسکوپها با تقسیم نمودن فاصله کانونی عدسی ویا آیینه اصلی بر فاصله کانونی عدسی چشمی مورد استفاده توان بزرگنمایی تلسکوپ بدست می آید.یعنی در یک تلسکوپ با عوض کردن عدسی چشمی می توانیم به بزرگنمایی های متفاوتی دست پیداکنیم.توصیه می شود برای رصد اجرام متفاوت ٬از بزرگنمایی های مختلفی استفاده شود.از لحاظ تئوری با توجه به اندازه دهانه ورودی تلسکوپ می توان به تخمینی از حداکثر بزرگنمایی قابل استفاده دست یافت. حداکثر مقدار بزرگنمایی از لحاظ تئوری 2 برابر قطر دهانه بر حسب میلیمتر یا 50 برابر بر حسب اینچ میباشد. مثلاً حداکثر مقدار بزرگنمایی یک تلسکوپ با قطر آیینه 150 میلیمتر 300 برابر است. البته مقدار بزرگنمایی که در آن تصویر کیفیت بهتری دارد تقریباً نصف این مقدار یعنی 150 برابر است. از یک طرف وضعیت جو اندازه بزرگنمایی بیشینه را محدود می کند و از یک طرف تحلیل موجی نور.با توجه به شرایط جوی معمولا از بزرگنماییهای بیشتر از ۲۰۰ استفاده نمی شود بجز در موارد نادر وآنهم با تلسکوپهای با کیفیت بالا و استقرار مناسب.
آشکار شده که با فرض اینکه در زمان تاریکی اندازه قطر مردمک چشم انسان به حدود 7.5 میلیمتر برسد برای اینکه اندازه مردمک خروجی چشمی تلسکوپ به این مقدار برسد(با این هدف که تمام نور خروجی عدسی تلسکوپ وارد چشم انسان شود) اندازه توان بزرگنمایی باید حداکثر 13 برابر قطر تلسکوپ برحسب میلیمتر باشد(حدی بسیار بالا).
اما آیا به راستی توان بزرگنمایی زیاد همه جا نیاز است؟
شاید در رصد گودال های ماه یا حلقه های زحل افزایش بزرگنمایی مفید باشد، اما در رصدهایی مانند جستجوی یک کهکشان کم فروغ بزرگنمایی مناسب نیست! با افزایش بزگنمایی میزان نوری که به چشم شما می رسد کاهش می یابد، تصویر کم نور و ناواضح می شود.
هر چه قطر لوله تلسکوپ شما یا «گشودگی» آن بیشتر باشد نور بیشتری گردآوری می کنید و می توانید در بزرگنمایی های بیشتر تصویر را نورانی و واضح ببینید.
مطلبی درباره بزرگنمایی :
همه ی آنانی که به آسمان عشق می ورزند و دوست دار تماشای هرچه بیشتر و عمیق تر آسمانند، همواره به یک ابزار بهتر رصدی می اندیشند. اما این ابزار "بهتر" باید درست تعریف شود. معمولاً رصدگران تازه کار و البته رصدگران حرفه ای هم به فکر بزرگنمایی بیشتر هستند. و این جنون بزرگنمایی بین تمام رصدگران تجربی وجود دارد، با این تفاوت که رصدگران حرفه ای می دانند که چه محدودیت هایی در بزرگنمایی های بیشتر وجود دارد.
بزرگنمایی تنها وظیفه و خاصیت ابزارهای اپتیکی و رصدی نیست و به طور کلی، ابزاری مانند تلسکوپ علاوه بر بزرگنمایی، به جمع آوری نور و تفکیک پذیر کردن دو نقطه ی بسیار نزدیک به ما کمک می کند. اما بزرگنمایی برای یک رصدگر چه مزایا و معایبی دارد؟
مزیت بزرگنمایی بیشتر آن چنان آشکار است که نیاز به توضیح ندارد. قطعاً همه ی ما تمایل داریم اجسام آسمانی دوردست را تا جایی که امکان دارد، بزرگ و واضح ببینیم. اما این دو قید، یعنی "بزرگ" و "واضح" با هم جمع نمی شوند و ما مجبوریم یکی را فدای دیگری کنیم. یک مثال ساده، موضوع را روشن تر می کند: یک چراغ قوه را در دست بگیرید و نور آن را به دیوار بتابانید. هنگامی که به دیوار نزدیک تر هستید، لکه ی روی دیوار کوچک تر اما پرنورتر است. هرچه از دیوار دور شوید، ناحیه ی بزرگ تری را روشن می کنید اما لکه ی نور کم رنگ تر و کم رنگ تر می شود. در این حالت اگر دست خود را کمی تکان دهید، لکه ی روی دیوار مقدار زیادی جا به جا می شود. برای تصویر درون تلسکوپ هم چنین اتفاقی می افتد.
هر تلسکوپ بسته به دهانه ی ورودی ای که دارد، مقدار جمع آوری نور محدودی دارد. حال هر چه ما به تصاویر بزرگ تر بیندیشیم، مجبوریم تصاویر کم نورتری داشته باشیم و در تصاویر کم نور، جزئیات تصویر از دست خواهد رفت و ما تصویر دقیقی را مشاهده نخواهیم کرد. از طرفی هر چه تصویر بزرگ تر شود، لرزش ها آشکارتر می شوند و باید برای دستگاه نوری خود به فکر پایه ها واستقرارهای محکم تری باشید.
بنابراین بزرگنمایی همه چیز نیست. یک حد عملی برای بزرگنمایی این است که ما به ازای هر اینچ (5/2 سانتی متر) از قطر دهانه یا شیئی تلسکوپ نهایتاً 50 برابر بزرگنمایی داشته باشیم. برای مثال، حد تجربی بزرگنمایی برای یک تلسکوپ 8 اینچی (20 سانتی متری)، 400 برابر است.
تلسکوپ به تنهایی، یک مشخصه ی ثابت به نام بزرگنمایی ندارد و ترکیب شیئی و چشمی است که بزرگنمایی نهایی را تعیین می کند. بنابراین با تعویض چشمی، می توان به بزرگنمایی های متفاوت دست یافت. هرچه از چشمی های با فاصله کانونی کم تر استفاده کنیم، بزرگنمایی بیشتری به دست می آوریم. چشمی های با فاصله کانونی کم، قیمت های بالاتری دارند. پس دقت کنید که با توجه به حد عملی بزرگنمایی ابزار خود، چشمی تهیه کنید و پول خود را با تهیه ی چشمی های گران قیمت که عملا بی استفاده هستند، دور نریزید.
اگر به فکر بزرگنمایی های بیشتر هستید، به چشمی های کوچک تر فکر نکنید، به تلسکوپ هایی با دهانه ی بزرگ تر بیندیشید.
برداشت شده از سایت ستاره شناسی