Telescopi

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Premessa
Il tipo di telescopio piA? diffuso A? quello ottico. Ma esistono diversi altri tipi di telescopio che coprono tutte le categorie di onde elettromagnetiche: onde radio, infrarossi, ultravioletti e perfino raggi X e Gamma. Il motivo per cui si usano diversi di telescopi A? legato alla difficoltAi?? di osservazione di oggetti astronomici enormemente lontani. In ogni caso, solo il telescopio ottico A? usato per scopi amatoriali, gli altri rimangono relegati agli studi astronomici.

Esistono tre tipi di telescopio ottico. Il primo a essere inventato A? quello rifrattore e consiste in due lenti convesse allineate e poste alle estremitAi?? di un tubo. La lente vicina allai??i??occhio viene detta oculare, lai??i??altra obiettivo. Lai??i??obiettivo fornisce unai??i??immagine ribaltata che viene poi ingrandita (e in alcuni casi raddrizzata) dallai??i??oculare.

Nei cosiddetti telescopi riflettori lai??i??obiettivo non A? una lente, ma uno specchio. Il terzo tipo di telescopio ottico, A? detto catadiottrico, ed utilizza sia lenti che specchi. Di solito, i grandi telescopi astronomici sono del tipo riflettore, mentre quelli amatoriali sono per la maggior parte rifrattori o riflettori.

I binocoli e i cannocchiali sono tutti rifrattori. I telescopi introducono lai??i??altro modello (riflettore) essenzialmente per motivi tecnici: A? molto difficile realizzare lenti di diametro superiore a 60mm, e lai??i??immagine catturata A? tanto piA? luminosa quanto piA? lai??i??obiettivo A? largo.

Questo tuttavia non significa che a paritAi?? di ampiezza i due modelli di telescopi si equivalgano: i riflettori sono solitamente piA? luminosi dato che gli specchi assorbono meno luce delle lenti, anzi in teoria A? possibile costruire specchi che riflettono il 100% della luce incidente! Per contro, i riflettori forniscono unai??i??immagine capovolta e meno definita dei loro rivali. E se del resto ribaltare lai??i??immagine A? facile (basta acquistare un apposito oculare) rimetterla a fuoco A? impossibile.

In ogni caso i telescopi non soddisferanno mai chi li veda per la prima volta. Chi si aspetta la perfezione o la qualitAi?? a cui A? abituato dai binocoli resterAi?? profondamente deluso. In primo luogo, in generale telescopi rifrattori ingrandiscono al massimo di 60 volte e lai??i??immagine diventa davvero troppo scura per spingersi oltre (anche con sole forte lai??i??immagine A? piuttosto scura). Inoltre si vede lai??i??aria, o meglio lai??i??aria distorce la visione con lo stesso fenomeno che si verifica quando una superficie A? molto calda (pensate allai??i??asfalto dai??i??estate). I riflettori hanno difetti complementari: da un lato, a meno di non andare su cifre enormi, sono anchai??i??essi molto scuri, dallai??i??altro presentano unai??i??immagine un poai??i?? troppo sfocata.

Se il vostro scopo A?, per fare un esempio, quello di leggere una targa (o osservare una scena) a 3 o 4 km, tra lai??i??oscuritAi??, la difficoltAi?? di trovarla, lai??i??aria che vibra, la sfocatura, ecc vedrete forse quasi meglio con un binocolo a 20x che con un telescopio a 60ai??i?? La cosa A? del tutto vera se usate un riflettore, un poai??i?? meno per lai??i??altro tipo.

Per lai??i??osservazione astronomica invece la delusione sarAi?? data dal vedere tutto, e nienteai??i?? Infatti i pianeti rimangono comunque piccolissimi e sfocatissimi e la luna dopo un poai??i?? stufa.
Diverso il discorso se siete veri appassionati o se sapete cosa cercare, ma se volete un telescopio soprattutto per lai??i??osservazione terrestreai??i?? ricordate di provarlo prima di comprarlo o rischierete una grossa delusione!

Caratteristiche principali
I due parametri fondamentali per qualsiasi strumento ottico sono il potere di ingrandimento e la luminositAi??. Questi sono perA? collegati lai??i??uno con lai??i??altro e determinati dallai??i??oculare montato (lai??i??oculare A? intercambiabile). A?Ei?? quindi piA? opportuno parlare dei parametri fissi di un telescopio che, insieme allai??i??oculare, determinano ingrandimenti e luminositAi??: abbiamo quindi la distanza focale e lai??i??apertura. Il primo che rappresenta la distanza tra la lente (o lo specchio) e il suo fuoco, determina il potere di ingrandimento. In un telescopio lai??i??ingrandimento A? dato appunto dal rapporto tra le distanze focali delle due lenti.
Con il termine apertura indica invece il diametro dellai??i??obiettivo (la lente o lo specchio principale), e determina la luminositAi?? dello strumento: piA? A? largo e maggiore A? la capacitAi?? di raccogliere luce. Una buona luminositAi?? A? utile in astronomia per osservare gli oggetti meno luminosi. Lai??i??apertura determina anche il potere risolutore di un telescopio. Per il criterio di Rayleigh la lunghezza dai??i??onda della luce e lai??i??apertura determinano (a causa della diffrazione) il massimo ingrandimento ottenibile con un telescopio. Un telescopio permette infatti di raggiungere teoricamente qualsiasi ingrandimento (cambiando oculare). Tuttavia lai??i??immagine diventa sempre piA? scura e sfocata. Entrambi questi fenomeni sono contrastati da uno strumento di diametro ampio.

Telescopio rifrattore
In questo tipo di telescopio, lai??i??obiettivo A? costituito da una lente convessa (spessa al centro e sottile ai bordi). La sua funzione A? quella di concentrare i raggi luminosi (paralleli o quasi), che incidono su di essa, in un unico punto, detto fuoco.

Il telescopio a rifrazione presenta perA? diversi problemi non trascurabili. In primo luogo, A? affetto da aberrazione cromatica: un difetto dovuto al diverso indice di rifrazione presentato da qualsiasi materiale conosciuto nei confronti dei diversi colori (delle diverse lunghezze dai??i??onda). Il risultato A? unai??i??immagine meno contrastata e circondata da un alone colorato. Per ridurre questo effetto, si utilizzano obiettivi complessi composti di piA? lenti combinate.

Lai??i??altro grosso limite dei rifrattori A? il peso delle lenti: per telescopi molto potenti con un diametro superiore a 100 cm reggere la lente diventa una vera sfida ingegneristica. Si parla infatti di mezza tonnellata di peso da reggere con un ancoraggio solo lungo i bordi!
Per strumenti amatoriali a diametro minore il costo delle lenti, la loro fragilitAi?? e il loro peso (un telescopio pesantissimo richiede un cavalletto molto costoso) rappresentano un forte deterrente.

Telescopio riflettore
Questo tipo di telescopio fu inventato da Newton. Egli sostituAi?? la lente dellai??i??obiettivo con uno specchio concavo (piegato nella direzione opposta rispetto a quella su cui viene colpito dalla luce) che, sfruttando il fenomeno della riflessione (anzichA? della rifrazione), non determina alcun effetto di aberrazione cromatica. Lai??i??effetto ottenuto dallo specchio A? identico a quello della lente: concentrare i raggi luminosi in un unico punto.
Lo specchio di questi strumenti A? in genere di forma parabolica. La loro realizzazione A? alquanto difficoltosa a causa della curvatura variabile della superficie (in uno specchio sferico sarebbe stata costante). La levigatura perA? non A? perfetta e la conseguenza A? (nei modelli amatoriali) un leggero effetto di sfocatura, abbastanza fastidioso per lai??i??osservazione terrestre. Il materiale con cui vengono realizzati (un composto in vetroceramica) A? molto resistente anche dopo diversi anni.
In ogni caso il peso leggero, la mancanza di aberrazione e la relativa facilitAi?? di costruzione di specchi larghi rendono questo strumento sempre piA? diffuso. Se pensate infatti che la luminositAi?? dello strumento cresce con il quadrato del diametro dello specchio (un raddoppio dellai??i??apertura quadruplica la luminositAi??) capirete che questi strumenti siano realmente molto piA? luminosi dei rifrattori.