dijous, 27 de març de 2014

6. Introducció a l'Observació Astronòmica, 2.1.3 / 2.1.4

2.1.3 PRINCIPIS ÒPTICS

Com hem explicat en apartats anteriors, la qualitat de l'observació astronòmica dependrà de la quantitat de llum que captin els nostres ulls. La millor manera que hem trobat fins avui d'optimitzar al màxim la recol·lecció de llum és mitjançant telescopis, instruments que en realitat funcionen gràcies a uns principis òptics molt senzills, tot i que el seu desenvolupament tècnic ha arribat avui en dia a extraordinaris nivells de desenvolupament. La primera regla bàsica que cal tenir en compte és que recollir llum amb un telescopi és com recollir aigua de pluja amb una galleda: En recollirem més contra més ampla i profunda sigui la galleda. Els principals aspectes que definiran la capacitat d'un telescopi, doncs, seran l'obertura o diàmetre i la llargària o distància focal.

Esquema bàsic del funcionament del telescopi

Els telescopis es basen en dos fenòmens que afecten la llum : La refracció i la reflexió.

Refracció
La llum, quan es mou en un determinat medi, ho fa en línia recta. Però quan canvia de medi, pateix una desviació. Això s’observa fàcilment quan posem un pal dins l’aigua o una canya en un got: Sembla que el pal o la canya es dobleguin dins el líquid, quan en realitat són tan rectes com sempre. Aquest desviament de la llum s’anomena “refracció” i és el principi en el que es basen les lents: Una lent és un tros de vidre amb una forma tal que, quan els rajos de llum la travessen, aquests són desviats bé concentrant-los en un punt (lent convergent) o bé fent-los separar (lent divergent). Aviat es va observar que les lents convergents, en concentrar la llum en un punt, tenien la propietat d’augmentar la mida i la nitidesa de les imatges de les quals provenia aquesta llum. Els primers telescopis que es van inventar eren els que funcionaven a base de lents i aprofitaven la refracció de la llum. Per això s’anomenen “telescopis refractors”. Són els telescopis que a tots ens vénen al cap, en els quals la llum entra per un costat del tub i l’observador posa l’ull a l’altre.


Reflexió
La llum també pot rebotar quan es troba amb un obstacle, sortint reflectida en un determinat angle. Tots ens hem vist reflectits a l’aigua o ens posem cada dia davant un mirall. Podem aprofitar aquesta reflexió construint un mirall que concentri els raigs de llum en un punt determinat. Així aconseguirem el mateix efecte que produiria una lent: Un augment de la mida i la nitidesa de la imatge de la qual provenen els raigs de llum. Així funcionen els “telescopis reflectors”, inventats per Isaac Newton, els quals només tenen una obertura. La llum entra per ella i arriba al final del tub, on rebota en un mirall còncau i és reflectida i concentrada de nou cap amunt, fins un altre mirall col·locat obliquament, que l’envia a l’ocular, situat al costat de l’obertura.


Relació focal
El quocient entre la distància focal i el diàmetre ens donarà la "relació focal" (f), que indica el poder de recol·lecció de llum del telescopi i, per tant, la lluminositat de les imatges que ens oferirà. Un telescopi de 1000 mm de focal i 100 mm de diàmetre tindrà una relació focal f:10 i un de 1200 x 150, una relació focal f:8.
A més f, més petit serà el camp de visió, però més grans els objectes que hi veurem. Les relacions focals altes (de f:9 a f:12) van bé per a observar els planetes, que volem veure tan grans com sigui possible i com que són molt brillants no ens cal un gran poder de captació de llum.
A menys f, veurem un tros de cel més gran i captarem objectes més tènues, tot i que els veurem més petits. Aquests telescopis (f:5 a f:8) ens serviran per a l'espai profund, on hi ha objectes molt poc brillants dels quals hem de captar tota la llum que sigui possible.


2.1.4 COMPONENTS BÀSICS DEL TELESCOPI

Citem ara els components que trobarem a qualsevol telescopi, sigui del tipus que sigui, deixant per a més endavant les particularitats que diferencien els refractors dels reflectors (amb videos inclosos). En un telescopi es distingeixen bàsicament dos components: L’objectiu i l’ocular.

L’objectiu és la lent o mirall que capta la llum i forma la imatge. Contra més gran sigui el seu diàmetre, més llum captarà i les imatges seran més lluminoses i nítides. Aquest objectiu concentra la llum en un punt concret anomenat focus, on la imatge serà el més nítida possible. Allà on es forma la imatge trobarem el plànol focal. Darrera seu es col·loca l’ocular.

L'ocular és una petita lent que augmentarà la imatge produïda al pla focal en la mesura que més convingui (fins a un cert límit, com veurem). Els augments sempre comportaran una reducció del camp de visió, així que per a observar regions àmplies del cel és millor utilitzar oculars de pocs augments, reservant els de grans augments per a observar objectes concrets, com la Lluna o els planetes. Però atenció: A mesura que utilitzem augments més elevats per a centrar-nos en un objecte determinat, el moviment d'aquest serà més acusat i ens costarà més mantenir-lo a l'objectiu del telescopi.
Els augments que produeixi el telescopi dependran de la “distància focal”, és a dir, la distància entre l’objectiu i el focus, expressada sempre en mil·límetres: Contra més llarga sigui, més augments aconseguirà el telescopi però, com hem dit, més petit serà el camp de visió que puguem abastar. La relació entre la focal de l’objectiu i la focal de l’ocular ens donarà els augments disponibles. Així, si tenim un telescopi de 1000 mm de focal amb un ocular de 20 mm, els augments que oferirà seran:

1000 / 20 = 50 augments

De la mateixa manera, un ocular de 5 mm ens donarà:

1000 / 5 = 200 augments

La focal de l’ocular va sempre indicada al propi ocular, i convé tenir-ne de vàries mides per tal d’aconseguir diferents augments segons convingui. Però atenció: Hi ha un límit pràctic als augments que ens pot oferir cada telescopi. Més enllà d’aquest límit, les imatges que obtindrem seran molt deficients i no ens serviran per a res. Aquest límit és el resultat de multiplicar el diàmetre de l’objectiu per 2 en els refractors i 1’5 en els reflectors. Així, en un refractor de 90 mm de diàmetre podrem arribar als 180 augments i no més enllà. En un reflector de 150 mm podríem arribar als 300. I així successivament.
Recordem: Els oculars, contra MENYS mil·límetres de focal, MÉS augments proporcionen, i sempre a costa de reduir el camp de visió i accelerar el moviment dels astres. I són molt delicats i cars, així que només els traurem de la capseta quan els utilitzem i quan no, ben guardats. Uns bons oculars ens poden durar tota la vida i els més utilitzats per la seva relació qualitat-preu són els de tipus Pösssl i Kellner.

Oculars de 35, 25 i 9 mm

El cercador o "finder" és una petita mira telescòpica que ens servirà per apuntar més fàcilment el telescopi cap als objectes del firmament. Per tal que ens sigui útil ha d'estar perfectament alineat amb el telescopi, és a dir, que allò que veiem pel telescopi ha de ser exactament allò que es vegi pel cercador. Caldrà doncs calibrar bé el cercador abans d'iniciar la sessió d'observació. Per a fer-ho, el més senzill és enfocar el telescopi cap algun objecte no gaire llunyà i ben visible (una torre, un campanar...) i, un cop fixat, ajustar el cercador amb els tres petits cargols que el subjecten fins que aquest enfoqui el mateix que tenim a l'ocular del telescopi. És més senzill fer aquests ajustaments amb llum solar que de nit. Si ho fem bé, l'observació serà molt més àgil i  trobarem molt més fàcilment els objectes del cel, molts dels quals són força difícils de centrar a l'ocular del telescopi.


Cercador o "finder"
Ja coneixem els components bàsics del telescopi. Ara parlarem d'uns altres components sovint oblidats, però sense els quals el telescopi ens serviria de ben poc. Uns components que ens permeten no esgotar-nos aguantant l'instrument a pes, apuntar-lo sense esforç allà on calgui, evitar vibracions nocives, seguir els astres en el seu moviment a través del cel i moltes coses més. Ara parlarem de les muntures i els trípodes.

Següent


Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada