Telescópios - parte II

Telescópios catadióptricos ou compostos:

Os telescópios catadióptricos, ou como também podemos chamar compostos, são telescópios híbridos que têm tanto elementos refratores, como refletores em seu design.

O primeiro desses telescópios foi criado pelo astronômo alemão Bernhard Schmidt, em 1930. Esse telescópio tinha um espelho primário na parte de trás e uma placa corretora de vidro na parte da frente para remover a aberração esférica. Ele foi usado primeiro para a fotografia, por não ter espelho secundário ou lentes oculares.

O segundo tipo de telescópio composto foi inventado por um astrônomo russo chamado D. Maksutov, muito embora um astrônomo holandês, A. Bouwers, tenha criado um design semelhante antes disso (em 1941). O telescópio de Maksutov é semelhante ao design de Schmidt, mas usa uma lente corretora mais esférica. O design Maksutov-Cassegrain é semelhante ao de Schmidt-Cassegrain.

Oculares

Uma ocular é a segunda lente de um refrator ou a única de um refletor. Oculares têm muitos designs óticos diferentes e consistem na combinação de uma ou mais lentes (por si só,  já são quase como mini-telescópios).

A ocular serve para:

• produzir e permitir que você altere a ampliação do telescópio;
• produzir uma imagem nítida;
• proporcionar conforto para o olho, a distância entre o olho e a ocular quando a imagem está focada;
• determinar o campo de visão do telescópio, que pode ser:

  
  
• aparente - quanto do céu, em graus, é visto de uma extremidade a outra usando somente a ocular (especificado na ocular);
•  verdadeiro ou real - quanto do céu pode ser visto quando a ocular estiver colocada no telescópio (campo verdadeiro = campo aparente/ampliação).

Há muitos tipos de designs para as oculares:

• Huygens
• Ramsden
• Ortoscópica
• Kellner e RKE
• Erfle
• Plossl
• Nagler
• Barlow (usada em conjunto com outra ocular para aumentar a ampliação em duas ou três vezes)

  

As oculares Huygens e Ramsden são os tipos mais antigos. Elas costumam apresentar aberrações cromáticas e ser vendidas com os telescópios mais baratos e menos eficazes.

As ortoscópicas foram inventadas por Ernst Abbe em 1880. Elas têm quatro elementos e um campo de visão aparente de 45º, que é um tanto quanto estreito. O design ótico proporciona uma visão nítida e bom alívio de olho e é considerada excelente para observar planetas. Variam de US$ 50 a US$ 100.

As Kellner e RKE (uma modificação do tipo Kellner patenteada por Edmund Scientific) são designs de três elementos que produzem imagens em um campo de visão de 40º e apresentam alguma aberração cromática mas proporcionam bom alívio para os olhos. Os modelos Kellner funcionam melhor em telescópios com distâncias focais longas e têm boa relação custo/benefício. Seu preço varia de U$ 30 a U$ 50 por peça.

Já os modelos Erfle foram inventados durante a Segunda Guerra Mundial. Têm um design de cinco elementos e um campo de visão amplo, com 60º. Apresentam, porém, problemas como imagens fantasma e astigmatismo, o que faz com que não sejam apropriados para observar planetas. Se você ouviu falar das oculares de campo amplo, elas não passam do design Erfle com algumas melhoras.

As oculares Plossl, por sua vez, possuem designs de quatro ou cinco elementos e um campo de visão de 50º. E também possuem um bom alívio de olho (exceto nas lentes de 10 mm ou menores). Elas funcionam melhor nos tamanhos de 15 a 30 mm. Sua qualidade é boa, especialmente para observar planetas, mas apresentam um pouco de astigmatismo, especialmente na extremidade do campo. As oculares de Plossl são bastante populares.

As oculares Nagler foram introduzidas em 1982, anunciadas com a frase: "como se você estivesse passeando pelo espaço". Têm um design de sete elementos e um campo de visão largo, com 82º, e têm um corpo com apenas 5 cm, são pesadas (até 1 kg) e caras.

As lentes Barlow podem ser uma maneira econômica de aumentar o poder de ampliação e/ou melhorar o alívio de olhos com uma ocular já existente. A ocular se encaixa dentro da lente Barlow, que, por sua vez, se encaixa no porta-ocular.

Finalmente, mais uma categoria de ocular é a com retículo iluminado. Elas vêm em muitos designs diferentes e são utilizadas exclusivamente para tirar fotos de corpos celestes. Servem para ajudar a guiar o telescópio na hora de rastrear um objeto durante a exposição de um filme, que pode levar de 10 min. a 1 hora.

Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/telescopios5.htm

Telescópios - parte I

O telescópio é um equipamento incrível que tem a capacidade de fazer com que objetos distantes pareçam muito mais próximos. Há vários tamanhos e modelos diversos. Pode-se tanto fabricar um em casa quanto comprá-lo, sua dimensão varia de um objeto bem pequeno para um objeto enorme...

Para entender o funcionamento dos telescópios imagine uma câmera digital normal e uma moeda de 10 centavos, imagine também que a moeda está distante uns 55 m do telescópio. Por que a câmera não consegue captar a moeda? Simples. No campo de visão da câmera, a moeda não ocupa um espaço grande (devido a distância). Não há pixels suficientes que possam “identificar” a moeda na foto. Assim, funcionam nossos olhos.

O telescópio serve como uma extensão do nosso olho (você pode também colocar uma câmera digital e assim ampliar o alcance da foto). Ela capta mais luz do objeto e cria uma imagem mais brilhante, assim ele faz com que o objeto pareça maior na sua visão. Há dois itens no telescópio que fazem isso acontecer:

• a lente objetiva (em telescópios refratores, veja mais sobre eles abaixo) ou o espelho primário (em telescópios refletores, idem) captam muita luz de um objeto distante e trazem essa luz, ou imagem, para um ponto ou foco;
• uma lente ocular "pega" a luz do foco da objetiva ou do espelho primário e a amplia para que ocupe uma grande porção da retina. Esse é o mesmo princípio que a lente de aumento usa: ela pega uma imagem pequena no papel e a espalha pela retina do olho para que pareça maior.

Se você combinar a objetiva ou o espelho primário com a ocular, terá um telescópio. Novamente, a idéia básica é captar muita luz para formar uma imagem brilhante dentro do telescópio e então usar algo como uma lente de aumento para ampliar essa imagem brilhante, fazendo com que ela ocupe bastante espaço em sua retina.

Há dois tipos de telescópios: o telescópio refrator, que usa lentes de vidro; e o telescópio refletor, que usa espelhos em vez de lentes.

Refratores

São o tipo de telescópio que a maioria de nós conhece. Eles são compostos pelas seguintes partes:

• um tubo longo, feito de metal, plástico ou madeira;
• uma lente de vidro na extremidade dianteira (objetiva);
• uma segunda lente de vidro (ocular).

O tubo mantém as lentes no lugar a uma distância correta uma da outra e também ajuda a evitar a poeira, a umidade e a luz, que poderia intervefir na formação de uma boa imagem.

A objetiva capta a luz e a desvia ou refrata para um foco próximo à parte traseira do tubo.

A ocular é responsável por trazer a imagem até seu olho e ampliá-la. Elas também têm distâncias focais muito menores do que as objetivas.

Existem dois tipos: Os Refratores acromáticos utilizam lentes que não estão corrigidas extensivamente para impedir a aberração cromática, que é uma auréola com as cores do arco-íris que pode aparecer ao redor de imagens vistas pelo refrator. Em vez disso, eles costumam ter lentes "revestidas" para reduzir esse problema. Já os refratores apocromáticos usam tanto projetos com múltiplas lentes ou aquelas feitas de outros tipos de vidro (como fluorita) para impedir a aberração cromática.

Os refratores apocromáticos são muito mais caros do que refratores acromáticos.

Refletores 

Em torno de 1680, Isaac Newton desenvolveu o telescópio refletor, como uma maneira de consertar o problema da aberração cromática que atingia os refratores de sua época. Em vez de usar uma lente para captar luz, ele usou um espelho de metal curvo (espelho primário) para captar essa luz e refletí-la para o foco. Espelhos não têm problemas de aberração cromática como as lentes. Então, Newton colocou o espelho primário na parte traseira do tubo.

Como o espelho refletia a luz de volta para o tubo, ele teve de usar um espelho pequeno e plano (espelho secundário) no caminho do foco do espelho primário para defletir a imagem pela lateral do tubo até a ocular (se não fizesse isso, sua própria cabeça ficaria no caminho da luz incidente). Outro detalhe: você pode imaginar que o espelho secundário poderia bloquear uma parte da imagem, mas, como ele é muito pequeno em comparação com o espelho primário, que já está captando bastante luz, o espelho menor acaba não bloqueando nem um pouco da imagem.

Em 1722, John Hadley desenvolveu um projeto que usava espelhos parabólicos e também houve várias melhoras na produção de espelhos. O refletor newtoniano foi um projeto de muito sucesso e permanece até hoje como um dos projetos de telescópios mais populares.

 A razão focal, ou f/#, é a distância focal dividida pela abertura e está relacionada ao brilho da imagem. Os refletores de campo amplo são o tipo de refletor newtoniano com razões focais pequenas e pouca ampliação. Eles proporcionam campos de visão mais amplos do que os telescópios de razão focal maior, além de também permitirem vistas panorâmicas e brilhantes de cometas e objetos mais distantes no espaço, como nebulosas, galáxias e agrupamentos de estrelas.

Os telescópios dobsonianos são uma espécie de refletor newtoniano com um tubo simples e montagem de altitude-azimute. Eles não são caros de se construir ou comprar, já que são feitos de plástico, fibra de vidro ou madeira compensada. Esse tipo de telescópio pode ter aberturas maiores, de 15 a 43 cm. 

O refletor é simples e não é caro de se construir. Espelhos primários com grande abertura, maiores do que 25 cm, podem ser feitos facilmente, o que significa que os refletores têm um custo relativamente baixo. Eles têm grande capacidade de captação de luz e podem produzir imagens brilhantes de objetos tênues no espaço distante, tanto para observação visual como para fotografia de corpos celestes. Uma desvantagem dos refletores é que você terá que limpar e alinhar os espelhos de vez em quando. Além disso, pequenos erros na fabricação dos espelhos podem distorcer a imagem. Estes são alguns dos problemas comuns:

• Aberração esférica - a luz refletida da extremidade do espelho fica focada em um ponto levemente diferente do que a luz refletida do centro.
• Astigmatismo - o espelho não é posicionado simetricamente sobre seu centro (pode estar com uma forma levemente semelhante a um ovo, por exemplo) e imagens de estrelas ficam focadas como cruzes em vez de pontos.
• Coma - estrelas próximas à extremidade do campo parecem alongadas, como se fossem cometas e as do centro aparecem como pontos bem definidos de luz.

Além do mais, todos os refletores estão sujeitos a alguma perda de luz, que acontece por duas razões: a primeira é que o espelho secundário obstrui uma parte da luz que chega ao telescópio e a segunda é que nenhum revestimento refletivo de um espelho devolve 100% da luz que o atinge, os de melhor qualidade devolvem 90% da luz recebida.