Conocimientos básicos
Según las diferentes estructuras de lentes objetivo, los telescopios astronómicos se pueden dividir a grandes rasgos en tres categorías: los que utilizan una lente como objetivo se denominan telescopios refractores; un espejo como lente objetivo se llama telescopio reflectante; contiene una lente y un reflector y se llama telescopio catadióptrico. Algunos entusiastas de la astronomía suelen comprar una lente pensando que esto resuelve el problema de la lente del objetivo del telescopio. De hecho, una lente produce aberraciones al generar una imagen. En la actualidad, la mayoría de las lentes objetivas de los telescopios astronómicos de refracción normal se componen de 2 a 4 lentes. Por el contrario, los telescopios astronómicos refractores son ampliamente utilizados, fáciles de usar y más adecuados para popularizar la astronomía.
Las trayectorias ópticas de los telescopios reflectores se pueden dividir en sistemas Newtonianos y sistemas Card-Segrin. En general, para la popularización de la astronomía, especialmente para los aficionados con poca experiencia en observación, los telescopios reflectores de tipo Newton son incómodos de usar y sus lentes objetivo requieren un recubrimiento frecuente, que también es problemático de mantener. Los telescopios reflectores catadióptricos se componen de lentes y reflectores. La luz de los cuerpos celestes se refracta y refleja. Este tipo de telescopio tiene las ventajas de una gran potencia óptica, un gran campo de visión y la eliminación de varias aberraciones importantes. Estos telescopios se dividen en sistema Schmidt, sistema Maksutov y sistema Schmidt-Kader-Segrin. Basado en nuestros muchos años de experiencia práctica, el telescopio astronómico refractor de 120 grados producido por la Fábrica de Instrumentos Astronómicos de Nanjing de la Academia de Ciencias de China es un instrumento conveniente y práctico para la popularización de la astronomía y los entusiastas de la astronomía.
Rendimiento óptico de los telescopios
Entre los objetos de observación astronómica, algunos objetos celestes tienen un plano de visión y otros no tienen un plano de visión discernible; algunos objetos celestes tienen una luz extremadamente intensa y otros no tienen un plano de visión discernible. algunos tienen Muy débil; algunos emitirán luz por sí solos y otros reflejarán la luz. Los observadores deben elegir diferentes telescopios o utilizar diferentes métodos para observar según el propósito de la observación. En términos generales, las observaciones astronómicas universales son en su mayoría integrales y se debe considerar "un espejo tiene múltiples usos". A la hora de elegir un telescopio astronómico, debemos conocer perfectamente sus características ópticas básicas.
La apertura se refiere al diámetro efectivo de la lente del objetivo, a menudo expresado como d.
La apertura relativa se refiere a la relación entre la apertura efectiva de la lente del objetivo y su distancia focal, también. conocida como relación focal, a menudo expresada como a; es decir, a = d/f
En términos generales, la apertura relativa de un telescopio refractor es relativamente pequeña, generalmente entre 1/15 y 1/20, mientras que la apertura relativa de un telescopio reflector es relativamente grande, normalmente entre 1/ Entre 3,5 y 1/5. Cuando se observa un cuerpo celeste con una determinada superficie de visión, el tamaño de la línea de la superficie de visión es proporcional a F y su área es proporcional a F2. La luminosidad de una imagen es directamente proporcional a la cantidad de luz captada, es decir, directamente proporcional a D2, e inversamente proporcional al área de la imagen, es decir, inversamente proporcional a F2.
El aumento se refiere a la cantidad física de un telescopio visual, es decir, el aumento del ángulo. Es igual a la relación entre la distancia focal del objetivo y la distancia focal del ocular.
Cuando mucha gente habla de telescopios astronómicos, lo primero que piensa es el aumento. De hecho, los telescopios astronómicos y los microscopios son diferentes. El efecto de las observaciones astronómicas en tierra se ve afectado por la claridad y tranquilidad de la atmósfera terrestre y el entorno del lugar de observación. Además, un telescopio astronómico tiene varios oculares con diferentes distancias focales, es decir, varios aumentos diferentes. Al observar, el aumento máximo nunca es el mejor y prevalecerá el objetivo de observación más claro.
El ángulo de resolución se refiere a la distancia angular mínima que el telescopio puede resolver. Durante la observación visual, el ángulo de resolución del telescopio = 140 (segundos de arco)/D (mm), y D es la apertura efectiva de la lente del objetivo.
El campo de visión se refiere al diámetro angular del cielo estrellado visto por un telescopio astronómico.
La penetración significa que en una noche despejada, la magnitud más débil puede verse con un telescopio en la dirección cenital. La capacidad de penetración está relacionada principalmente con la apertura efectiva del telescopio.
Por ejemplo, las características ópticas del telescopio catadióptrico 120 producido por Nanjing Astronomical Instrument Co., Ltd. son: la apertura efectiva del espejo principal es de 120 mm, la distancia focal es de 1500 mm, la apertura relativa es 1/12,5 y el aumento del ocular es 37,5 veces 60 veces, 65435 veces. El objetivo del visor tiene una apertura efectiva de 35 mm, una distancia focal de 175 mm, un aumento de 7 veces y un campo de visión de 500.
Oculares de los telescopios astronómicos
Cuando la gente comprende el rendimiento óptico básico de los telescopios astronómicos, a menudo sólo se centran en la lente del objetivo e ignoran el ocular, que es uno de los equipos terminales del el telescopio.
El resultado es que por muy bueno que sea el telescopio, no puede funcionar tan bien como debería y sólo puede mirar al cielo y suspirar.
El ocular de un telescopio astronómico tiene dos funciones principales: una es ampliar la imagen formada por la lente del objetivo, lo cual es muy importante para observar cuerpos celestes con superficies de observación y estrellas dobles más cercanas; El haz de luz es paralelo, de modo que el observador se sienta cómodo y se esfuerce. Hay muchos tipos de oculares, entre los cuales los oculares Huygens se usan más comúnmente y están representados por la letra H. MH o HM representan oculares Huygens mejorados, que son adecuados para observaciones con aumentos bajos o medios. Los oculares Langsden, representados por la letra R, son adecuados como oculares con punto de mira o regla para observaciones de medición con aumentos bajos o medios. El ocular Chelner, designado con la letra K, es una versión mejorada del ocular Ransden, que elimina la aberración cromática del ocular Ransden. Este ocular tiene un gran campo de visión y se utiliza a menudo para observaciones de bajo aumento, como cometas o cuerpos celestes de gran superficie. Las lentes monoculares de Steinhale, los oculares sin distorsión de Chase, los oculares sin distorsión de Abbe y los oculares sin distorsión de Hick se utilizan para observaciones de gran aumento, como observar detalles del planeta o la superficie lunar.
Un telescopio astronómico debe estar equipado con una variedad de oculares para facilitar las diferentes observaciones y maximizar su efectividad. desempeñar el papel que le corresponde. He visto una situación así: un departamento encargó al extranjero un telescopio astronómico relativamente bueno, pero sólo tenía dos oculares. Sin embargo, el manual indica que tiene una variedad de oculares. ¿Por qué sólo dos? El vendedor dijo que se fija cuando el comprador realiza el pedido. Esta es una lección. Por lo tanto, al pedir un telescopio astronómico, se debe investigar con antelación, disponer de información completa y fiable, hacer que los expertos la revisen y revisar cuidadosamente los procedimientos de pedido.
Espejo buscador y guía de estrellas
El espejo principal del telescopio astronómico es responsable de la función principal de observación. Sin embargo, muchas observaciones astronómicas no se pueden completar con éxito sólo con el espejo primario. También necesita un asistente, y este asistente es un buscador de estrellas o un guía de estrellas.
Para buscar rápidamente los objetos celestes que se van a observar, a menudo se coloca en el espejo principal un pequeño telescopio astronómico, también conocido como buscador de estrellas. Cada buscador utiliza un telescopio refractor. Su eje óptico es paralelo al eje óptico del espejo primario, alineándose así con el objetivo del espejo primario. La apertura de la lente del objetivo del visor es generalmente de 5 a 10 cm, el campo de visión es de 30 a 50 y el aumento es de 7 a 20 veces. La retícula utilizada para la calibración está montada en el plano focal. Al observar, primero utilice el buscador de estrellas para encontrar el objeto celeste que desea observar y ajústelo al centro del campo de visión. En este momento, el cuerpo celeste se encuentra naturalmente en el centro del campo de visión del espejo primario.
Cuando el espejo principal está observando durante mucho tiempo, para corregir el error de seguimiento a tiempo, se instala un espejo de vigilancia junto al espejo principal, llamado espejo guía. Los telescopios utilizados para popularizar la astronomía también utilizan espejos guía en lugar de espejos guía. Instalación y seguimiento de telescopios Un telescopio astronómico ideal no sólo debe contar con un excelente sistema óptico, sino también resolver una serie de problemas estructurales mecánicos. Por ejemplo, ¿cómo se levanta el cilindro del objetivo? Para observar cualquier objeto celeste en el horizonte, los dispositivos de telescopios astronómicos generalmente se dividen en dos categorías según la elección de la dirección del eje: dispositivos de horizonte y dispositivos ecuatoriales. En un horizonte, la longitud del horizonte del cuerpo celeste se refleja y cuando cambia a lo largo del eje horizontal, representa la latitud del horizonte del cuerpo celeste. Debido al movimiento aparente de la esfera celeste el domingo, las dos cantidades del cuerpo celeste cambian en cualquier momento en las coordenadas del horizonte y solo representan la posición instantánea. Por lo tanto, en términos generales, un horizonte no es conveniente para una observación continua a largo plazo.
El dispositivo ecuatorial soluciona este problema. Uno de sus ejes es paralelo al eje celeste y se llama eje polar. El otro eje es perpendicular al eje polar y se llama eje de declinación. Cuando el tubo de la lente gira alrededor del eje polar, cambia en diagonal, y cuando gira alrededor del eje de declinación, cambia en declinación. La declinación de un cuerpo celeste no cambia con el movimiento diario, sino que es constante. Por lo tanto, siempre que el tubo siga al objeto alrededor del poste, puede mantener el objeto dentro del campo de visión. Este es el principio básico del seguimiento de objetos celestes. Obviamente, esto es para superar los cambios de posición relativa causados por la rotación de la Tierra. La Tierra gira de oeste a este a un ritmo de 10 veces cada cuatro minutos, y el seguimiento de los cuerpos celestes también se mueve alrededor del eje polar de este a oeste a un ritmo constante de 10 veces cada cuatro minutos. ¿Cómo se hace que el cilindro de la lente gire así? El sistema mecánico que impulsa el dispositivo de seguimiento se llama tacómetro. Antes de este siglo, la potencia del reloj giratorio era proporcionada por un peso de cadena o resorte, y la velocidad del reloj giratorio estaba controlada por un gobernador centrífugo. Actualmente, los relojes giratorios son accionados por motores eléctricos y su velocidad está controlada por un reloj astronómico o un radiooscilador. Las estrellas guía se utilizan para compensar los errores de seguimiento.
Se puede observar que para la popularización de la astronomía, lo mejor es combinar los telescopios astronómicos con dispositivos ecuatoriales que puedan rastrear los cuerpos celestes.