آشنايي با تلسکوپ هاي شکستني
نويسنده: فرزاد زمان فر
تلکسوپ هايي را شکستني مي ناميم که در آن ها از عدسي براي بزرگنمايي استفاده مي شود؛ چون عدسي در آن ها نور را مي شکند و کانوني مي کند و کانوني به کمک عدسي ديگري بزرگنمايي مي شد . عدسي کانوني کننده را عدسي شيي ء، و عدسي بزرگ کننده را عدسي چشمي مي ناميم.
بزرگ ترين ويژگي تلکسوپ هاي شکستني، تصوير واضح تر و با کنتراست (تضاد) بيشتر است و به همين علت رصدگراني که به دنبال رصد يا ثبت جزئيات بيشتر از اجرام سماوي اند اين تلکسوپ ها را ترجيح مي دهند. در عين حال بزرگ ترين عيب اين تلکسوپ ها وزن زياد آن هاست. جنس سنگين عدسي ها بيشترين قسمت وزن آن ها تشکيل مي دهد و براي بزرگ تر کردن ميدانيد بايد قطر عدسي را افزايش داد و طبيعتاً اين کار باعث افزايش وزن مي شود . بزرگ تر کردن عدسي تا حدّي ممکن است، چرا که وقتي عدسي را از يک حدّي بزرگ تر کنيم عدسي تحت فشار وزن خود تاب بر مي دارد. بزرگ ترين عدسي ساخته شده 1/1 متر قطر دارد. همچنين در تلکسوپ هاي شکستني طول لوله ي تلکسوپ را نمي توان کم کرد و اين عامل نيز وزن تلکسوپ را زياد مي کند. ولي با تمام اين اوصاف تفاوت وضوح و کنتراست در تلکسوپ هاي شکستني نسبت به بازتابي ها به قدري زياد است که هنوز هم در ميان رصد گران و عکاسان آسمان شب محبوبيت اين تلکسوپ ها بالاست. تلکسوپ هاي شکستني را از نظر نوع تصويري که تشکيل مي دهند به دو دسته تقسم مي کنند:
- تلکسوپ هايي که هر دو عدسي چشمي و شيئي آن ها عدسي هاي همگرا هستند؛ در اين نوع تلکسوپ ها عدسي شيئي تصوير را در نقطه ي در جلو عدسي چشمي کانوني ميکند و سپس عدسي چشمي تصوير کانوني شده را بزرگ مي کند و نمايش مي دهد ( 1). در اين نوع تلکسوپ ها تصوير به صورت معکوس تشکيل مي شود.
- تلکسوپ هايي که عدسي شيئي آن ها همگرا ولي عدسي چشمي شان واگراست؛ در اين نوع تلکسوپ ها تصوير به صورت مستقيم تشکيل مي شود و تلکسوپ در مجموع داراي طول کمتري نسبت به نوع ديگر است. تلکسوپي که گاليله نخستين بار ساخت از اين نوع بود، به همين سبب به آن ها تلکسوپ هاي گاليله اي نيز مي گويند.
- خطاي رنگي: در واقع خطاي رنگي مهم ترين خطاي تصوير در تلکسوپ هاي شکستني به حساب مي آيد. اين خطا به سبب تفاوت ضريب شکست طول موج هاي مختلف نور در هنگام عبور از عدسي به وجود مي آيد و باعث مي شود که تشکيل حاشيه اي تک رنگ در اطراف تصوير اجرام نوراني مانند ستاره ها به علت وجود اين خطاي تصوير است.
- خطاي کروي: عدسي هاي ساده توان متمرکز کردن نورهاي موازي را در يک نقطه ندارند که اين محدوديت باعث بروز خطاي کروي مي شود ولي ميزان اين خطا در تلکسوپ هاي شکستني بسيار ناچيز است و با استفاده از عدسي هاي مرکب از بين مي رود.)
- خطاي کما: محور اُپتيکي محوري است که از مرکز عدسي ها مي گذرد که طبيعتاَ با مرکز ميدان ديد و تصوير نيز منطبق است ( از آنجايي که پرتوهاي نور با زواياي مختلف از عدسي عبور مي کنند در تصوير تشکيل شده، هرچه از محور اُپتيکي دورتر شويم، تصوير اجسام به جاي شکل کروي به شکل دوکي ديده مي شوند (. اين خطا نيز در تلسکوپ هاي شکستي کمتر از بازتابي هاست و به کمک يک عدسي به نام مسطح کننده ي تصوير کاملا رفع مي شود.
- خطاي آستيگماتيسم: تمام دستگاه هاي اپتيکي از دو محور تشکيل مي شوند که در دو صفحه ي عمود بر هم قرار دارند. اگر تصوير اين دو محور در يک نقطه کانوني نشوند اين خطا بروز مي کند . مقدار اين خطا نيز در تلسکوپ هاي شکستي خيلي جدي نيست و با استفاده از عدسي هاي مرکب رفع مي شود.
تلسکوپ هاي شکستي آکروماتيک: نقاط کانوني شدن نور براي طول موج هاي مختلف نور متفاوت است و بيشترين فاصله بين نقطه ي کانوني طول موج آبي و قرمز قرار دارد و به همين علت تصاوير حاصل در تلسکوپ هاي شکستي معمولا داراي حاشيه هاي آبي يا قرمزند . نقاط کانوني طول موج هاي ديگر نور با يکديگر فواصل کمتري دارند که در بين نقاط کانوني نورهاي آبي و قرمز است و قابل تفکيک نيست. به همين علت رفع حاشيه هاي آبي و قرمز اهميت بيشتري دارد و به همين سبب هم سازندگان تلسکوپ ها نخستين بار براي رفع اين ايراد تلاش کردند که حاصل اين تلاش ساخت تلسکوپ هاي آکروماتيک بود. بهترين راهکار براي رفع اين خطا استفاده از عدسي هاي مرکب است. عدسي هاي مرکب مورد استفاده در تلسکوپ هاي آکروماتيک، عدسي هاي دو تايي اند که نقاط کانوني آبي و قرمز را بر روي هم منطبق مي کنند
تلسکوپ هاي شکستي اپوکروماتيک: تازه بعد از ساخت تلسکوپ هاي آکروماتيک بود که خطاي رنگي براي طول موج هاي ديگر نور مشاهده پذير و ثبت شد و پيرو آن ساخت تلسکوپ هايي که اين خطا نيز در آن ها رفع شده باشد مورد توجه قرار گرفت و نتيجه ساخت تلسکوپ هاي آپوکروماتيک بود؛ در اين نوع تلسکوپ ها با استفاده از عدسي هاي مرکب سه تايي و چهارتايي نقاط کانوني تمام طول موج هاي نور بر روي هم منطبق شده و خطاي رنگي به طور کامل رفع شده است .
بايد توجه داشت که بزرگنمايي تلسکوپ ها بستگي به نوع عدسي چشمي مورد استفاده دارد پس بهتر است براي رسيدن به بزرگنمايي بيشتر تلسکوپ بزرگتر نخريد! چون وزن تلسکوپ در حمل و نقل آن خيلي موثر است. همچنين بهتر است اندازه ي تلسکوپ خود را با توجه به امکانات نقليه ي خود انتخاب کنيد و اگر قصد عکاسي داريد انتخاب تلسکوپ هاي سريع تر (يعني داراي نسبت کانوني کوچک تر) مناسب تر است. در ضمن در انتخاب اندازه تلسکوپ توان وزني مقر مورد استفاده نيز عامل مهمي به شمار مي آيد.
شرکت هاي سازنده نيز در انتخاب تلسکوپ مورد نظر شما نقش مهمي دارند، چون سازندگان تلسکوپ ها معمولا در همه ي زمينه ها تحقيق نمي کنند و شايد کمترين شرکتي را بتوان يافت که در ساخت همه ي انواع تلسکوپ معروف باشد، ولي هستند شرکت هايي مانند تاکاهاشي که در ساخت همه ي انواع تلسکوپ تبحر دارند که البته قيمت تلسکوپ هاي آن هم تقريبا 1/5 تا 2 برابر تلسکوپ هاي مشابه از سازندگان ديگر است. در کل، شرکت هايي مانند ويليام اپتيکس و آستروفيزويکس وتک جزو بهترين سازندگان تلسکوپ هاي شکستي در حد بودجولي سازندگان روس در ساخت تجهيزات ديگر تلسکوپ زياد دقت به کار نمي برند؛ يعني مثلا در حالي که عدسي هاي خوبي مي سازند، فکوسرهايي که براي تلسکوپ هاي خود مي سازند کيفيت بالايي ندارند. در عين حال شرکت هايي مانند ميد و سلسترون در ساخت تلسکوپ هاي بازتابي مطرح ترند.
عامل ديگري که در ساخت تلسکوپ ها مهم است پوشش هايي است که عدسي ها را از نظر اپتيکي کامل تر مي کنند. مثلا شرکت ويليام اپتيکس تمام عدسي هاي ساخته شده ي خود را با پوشش تقويت کنتراست تکميل مي کند. اين پوشش ها به صورت لايه هاي ميکروني روي عدسي ها چسبانده مي شوند، ولي در عين حال بعضي از سازندگان عدسي هاي ساخت خود را با بعضي پوشش هاي اختصاصي نيز مي پوشانند که اين پوشش ها ممکن است تلسکوپي را براي منظوري خاص مناسب تر کند.
براي دسترسي به اين اطلاعات تخصصي، بايد به جدول مشخصات تلسکوپ مراجعه کنيد که يا شرکت سازنده در قالب دفترچه ي راهنما منتشر مي کند يا در اينترنت در دسترس است. همچنين رجوع به نظرات تجربي استفاده کنندگان تلسکوپ، که معمولا در اينترنت منتشر مي شود، نيز بسيار مفيد خواهد بود.
منبع: ماهنامه نجوم شماره 204
بزرگ ترين ويژگي تلکسوپ هاي شکستني، تصوير واضح تر و با کنتراست (تضاد) بيشتر است و به همين علت رصدگراني که به دنبال رصد يا ثبت جزئيات بيشتر از اجرام سماوي اند اين تلکسوپ ها را ترجيح مي دهند. در عين حال بزرگ ترين عيب اين تلکسوپ ها وزن زياد آن هاست. جنس سنگين عدسي ها بيشترين قسمت وزن آن ها تشکيل مي دهد و براي بزرگ تر کردن ميدانيد بايد قطر عدسي را افزايش داد و طبيعتاً اين کار باعث افزايش وزن مي شود . بزرگ تر کردن عدسي تا حدّي ممکن است، چرا که وقتي عدسي را از يک حدّي بزرگ تر کنيم عدسي تحت فشار وزن خود تاب بر مي دارد. بزرگ ترين عدسي ساخته شده 1/1 متر قطر دارد. همچنين در تلکسوپ هاي شکستني طول لوله ي تلکسوپ را نمي توان کم کرد و اين عامل نيز وزن تلکسوپ را زياد مي کند. ولي با تمام اين اوصاف تفاوت وضوح و کنتراست در تلکسوپ هاي شکستني نسبت به بازتابي ها به قدري زياد است که هنوز هم در ميان رصد گران و عکاسان آسمان شب محبوبيت اين تلکسوپ ها بالاست. تلکسوپ هاي شکستني را از نظر نوع تصويري که تشکيل مي دهند به دو دسته تقسم مي کنند:
- تلکسوپ هايي که هر دو عدسي چشمي و شيئي آن ها عدسي هاي همگرا هستند؛ در اين نوع تلکسوپ ها عدسي شيئي تصوير را در نقطه ي در جلو عدسي چشمي کانوني ميکند و سپس عدسي چشمي تصوير کانوني شده را بزرگ مي کند و نمايش مي دهد ( 1). در اين نوع تلکسوپ ها تصوير به صورت معکوس تشکيل مي شود.
- تلکسوپ هايي که عدسي شيئي آن ها همگرا ولي عدسي چشمي شان واگراست؛ در اين نوع تلکسوپ ها تصوير به صورت مستقيم تشکيل مي شود و تلکسوپ در مجموع داراي طول کمتري نسبت به نوع ديگر است. تلکسوپي که گاليله نخستين بار ساخت از اين نوع بود، به همين سبب به آن ها تلکسوپ هاي گاليله اي نيز مي گويند.
ـ خطاهاي تصوير در تلکسوپ هاي شکستني
- خطاي رنگي: در واقع خطاي رنگي مهم ترين خطاي تصوير در تلکسوپ هاي شکستني به حساب مي آيد. اين خطا به سبب تفاوت ضريب شکست طول موج هاي مختلف نور در هنگام عبور از عدسي به وجود مي آيد و باعث مي شود که تشکيل حاشيه اي تک رنگ در اطراف تصوير اجرام نوراني مانند ستاره ها به علت وجود اين خطاي تصوير است.
- خطاي کروي: عدسي هاي ساده توان متمرکز کردن نورهاي موازي را در يک نقطه ندارند که اين محدوديت باعث بروز خطاي کروي مي شود ولي ميزان اين خطا در تلکسوپ هاي شکستني بسيار ناچيز است و با استفاده از عدسي هاي مرکب از بين مي رود.)
- خطاي کما: محور اُپتيکي محوري است که از مرکز عدسي ها مي گذرد که طبيعتاَ با مرکز ميدان ديد و تصوير نيز منطبق است ( از آنجايي که پرتوهاي نور با زواياي مختلف از عدسي عبور مي کنند در تصوير تشکيل شده، هرچه از محور اُپتيکي دورتر شويم، تصوير اجسام به جاي شکل کروي به شکل دوکي ديده مي شوند (. اين خطا نيز در تلسکوپ هاي شکستي کمتر از بازتابي هاست و به کمک يک عدسي به نام مسطح کننده ي تصوير کاملا رفع مي شود.
- خطاي آستيگماتيسم: تمام دستگاه هاي اپتيکي از دو محور تشکيل مي شوند که در دو صفحه ي عمود بر هم قرار دارند. اگر تصوير اين دو محور در يک نقطه کانوني نشوند اين خطا بروز مي کند . مقدار اين خطا نيز در تلسکوپ هاي شکستي خيلي جدي نيست و با استفاده از عدسي هاي مرکب رفع مي شود.
ـ انواع تلسکوپ هاي شکستي
تلسکوپ هاي شکستي آکروماتيک: نقاط کانوني شدن نور براي طول موج هاي مختلف نور متفاوت است و بيشترين فاصله بين نقطه ي کانوني طول موج آبي و قرمز قرار دارد و به همين علت تصاوير حاصل در تلسکوپ هاي شکستي معمولا داراي حاشيه هاي آبي يا قرمزند . نقاط کانوني طول موج هاي ديگر نور با يکديگر فواصل کمتري دارند که در بين نقاط کانوني نورهاي آبي و قرمز است و قابل تفکيک نيست. به همين علت رفع حاشيه هاي آبي و قرمز اهميت بيشتري دارد و به همين سبب هم سازندگان تلسکوپ ها نخستين بار براي رفع اين ايراد تلاش کردند که حاصل اين تلاش ساخت تلسکوپ هاي آکروماتيک بود. بهترين راهکار براي رفع اين خطا استفاده از عدسي هاي مرکب است. عدسي هاي مرکب مورد استفاده در تلسکوپ هاي آکروماتيک، عدسي هاي دو تايي اند که نقاط کانوني آبي و قرمز را بر روي هم منطبق مي کنند
تلسکوپ هاي شکستي اپوکروماتيک: تازه بعد از ساخت تلسکوپ هاي آکروماتيک بود که خطاي رنگي براي طول موج هاي ديگر نور مشاهده پذير و ثبت شد و پيرو آن ساخت تلسکوپ هايي که اين خطا نيز در آن ها رفع شده باشد مورد توجه قرار گرفت و نتيجه ساخت تلسکوپ هاي آپوکروماتيک بود؛ در اين نوع تلسکوپ ها با استفاده از عدسي هاي مرکب سه تايي و چهارتايي نقاط کانوني تمام طول موج هاي نور بر روي هم منطبق شده و خطاي رنگي به طور کامل رفع شده است .
ـ کدام تلسکوپ شکستي را انتخاب کنيم؟
بايد توجه داشت که بزرگنمايي تلسکوپ ها بستگي به نوع عدسي چشمي مورد استفاده دارد پس بهتر است براي رسيدن به بزرگنمايي بيشتر تلسکوپ بزرگتر نخريد! چون وزن تلسکوپ در حمل و نقل آن خيلي موثر است. همچنين بهتر است اندازه ي تلسکوپ خود را با توجه به امکانات نقليه ي خود انتخاب کنيد و اگر قصد عکاسي داريد انتخاب تلسکوپ هاي سريع تر (يعني داراي نسبت کانوني کوچک تر) مناسب تر است. در ضمن در انتخاب اندازه تلسکوپ توان وزني مقر مورد استفاده نيز عامل مهمي به شمار مي آيد.
شرکت هاي سازنده نيز در انتخاب تلسکوپ مورد نظر شما نقش مهمي دارند، چون سازندگان تلسکوپ ها معمولا در همه ي زمينه ها تحقيق نمي کنند و شايد کمترين شرکتي را بتوان يافت که در ساخت همه ي انواع تلسکوپ معروف باشد، ولي هستند شرکت هايي مانند تاکاهاشي که در ساخت همه ي انواع تلسکوپ تبحر دارند که البته قيمت تلسکوپ هاي آن هم تقريبا 1/5 تا 2 برابر تلسکوپ هاي مشابه از سازندگان ديگر است. در کل، شرکت هايي مانند ويليام اپتيکس و آستروفيزويکس وتک جزو بهترين سازندگان تلسکوپ هاي شکستي در حد بودجولي سازندگان روس در ساخت تجهيزات ديگر تلسکوپ زياد دقت به کار نمي برند؛ يعني مثلا در حالي که عدسي هاي خوبي مي سازند، فکوسرهايي که براي تلسکوپ هاي خود مي سازند کيفيت بالايي ندارند. در عين حال شرکت هايي مانند ميد و سلسترون در ساخت تلسکوپ هاي بازتابي مطرح ترند.
عامل ديگري که در ساخت تلسکوپ ها مهم است پوشش هايي است که عدسي ها را از نظر اپتيکي کامل تر مي کنند. مثلا شرکت ويليام اپتيکس تمام عدسي هاي ساخته شده ي خود را با پوشش تقويت کنتراست تکميل مي کند. اين پوشش ها به صورت لايه هاي ميکروني روي عدسي ها چسبانده مي شوند، ولي در عين حال بعضي از سازندگان عدسي هاي ساخت خود را با بعضي پوشش هاي اختصاصي نيز مي پوشانند که اين پوشش ها ممکن است تلسکوپي را براي منظوري خاص مناسب تر کند.
براي دسترسي به اين اطلاعات تخصصي، بايد به جدول مشخصات تلسکوپ مراجعه کنيد که يا شرکت سازنده در قالب دفترچه ي راهنما منتشر مي کند يا در اينترنت در دسترس است. همچنين رجوع به نظرات تجربي استفاده کنندگان تلسکوپ، که معمولا در اينترنت منتشر مي شود، نيز بسيار مفيد خواهد بود.
منبع: ماهنامه نجوم شماره 204
