Tähtitieteellisen kaukoputken (kiikarin) määritelmä
Tähtitieteellinen kaukoputki tai kiikarit on optinen instrumentti, jota käytetään auttamaan silmää näkemään taivaankappaleita, kuten tähtiä, planeettoja, satelliitteja jne. selvästi. Vaikka taivaankappaleet ovat kooltaan hyvin suuria, niiden välinen etäisyys on hyvin suuri, joten silmällä tarkasteltuna ne näyttävät pieniltä. Tähtitieteellisen kaukoputken tehtävänä on suurentaa taivaankappaleiden kuvaa, jotta ne voidaan nähdä selvästi silmällä.
Tähtitieteellisten kaukoputkien tyypit
Tähtitieteellisiä kaukoputkia on useita tyyppejä, mukaan lukien linssi- ja heijastavat kaukoputket. Linssi- eli Keplerin kaukoputki koostuu kahdesta kuperasta linssistä , jotka on sijoitettu putken molempiin päihin. Kauempana silmästä olevaa kuperaa linssiä kutsutaan objektiivilinssiksi, kun taas silmää lähempänä olevaa kuperaa linssiä kutsutaan okulaariksi. Jotta taivaankappaleesta saadaan selkeä kuva, objektiivilinssin pinta-alan on oltava suuri. Suuriläpimittaisten linssien valmistaminen on vaikeaa, joten linssi- tai linssiteleskoopit eivät ole kovin suuria. Hyvin suuret kaukoputket ovat yleensä heijastavia kaukoputkia. Heijastavat kaukoputket käyttävät koveraa peiliä objektiivipeilinä.
Tämä artikkeli keskittyy linssikaukoputkien eli Keplerin teleskooppien keskusteluun.
Miten taittava tähtitieteellinen kaukoputki toimii
Taittava tähtitieteellinen kaukoputki koostuu kahdesta kuperasta linssistä. Kauimpana silmästä olevaa kuperaa linssiä kutsutaan objektiivilinssiksi, kun taas lähempänä silmää olevaa kuperaa linssiä kutsutaan okulaarin linssiksi. Kohteen etäisyys pienentää kohteen ja objektiivin välistä kulmaa. Siksi objektiivilinssi tuo kuvan lähemmäksi okulaarin linssiä, jolloin kulma kasvaa. Okulaarin linssi suurentaa kulmaa, jolloin verkkokalvolle muodostuva kuva suurenee.
Kohteen ja objektiivin välinen etäisyys on hyvin pitkä ja sitä pidetään äärettömänä. Kuten kuperaa linssiä käsittelevässä artikkelissa selitetään, jos kohde on hyvin kaukana tai ääretön, kuva on täsmälleen objektiivin polttopisteessä. Kuva on todellinen, käänteinen ja pienennetty. Koska kuva on objektiivin polttopisteessä, kuvan ja objektiivin välinen etäisyys (s ob ') on yhtä suuri kuin objektiivin polttoväli (f ob ).
Objektiivin tuottama kuva on todellinen ja siksi okulaarin linssi havaitsee sen objektina. Jos silmä on minimaalisessa akkommodaatioasennossa, okulaarin linssin muodostama kuva on äärettömän kaukana. Kuten aiheessa selitetään kupera linssikuva, niin että okulaarin linssin muodostama kuva on äärettömän kaukana, objektiivin tuottaman ja okulaarin linssin objektina pitämän todellisen kuvan on oltava objektiivin polttopisteen lisäksi myös okulaarin linssin polttopisteessä. Voidaan siis päätellä, että kahden objektiivin polttopiste ja okulaarin linssin ensimmäinen polttopiste osuvat yhteen, kuten kuvassa näkyy. Kun okulaarin linssin polttoväli (fok) on sama kuin todellisen kuvan etäisyys okulaarin linssistä (sok) silloin okulaarin linssin muodostama lopullinen kuva on virtuaalinen, käännetty, suurennettu ja äärettömän kaukana. Ääretön kuvan etäisyys ei tarkoita, että kuvan koko olisi ääretön.
Yllä olevan kuvan ja selityksen perusteella voidaan päätellä, että yksinkertaisen kaukoputken objektiivin ja okulaarin linssin välinen etäisyys = yksinkertaisen kaukoputken pituus = objektiivin polttoväli (fₙ ) + okulaarin linssin polttoväli (fₙ ).
Jos silmä akkommodoituu maksimaalisesti, okulaarin linssin muodostama kuva on lähellä normaalia silmää tai noin 25 cm okulaarin linssin edessä, missä kuvaetäisyys (s ok ') on pienempi kuin okulaarin linssin polttoväli (f ok ). Okulaarin linssin muodostama kuvaetäisyys (s ok ') on pienempi kuin okulaarin linssin polttoväli (f ok ), joten kuva on virtuaalinen ja käänteinen. Täydellisempää selitystä voidaan tutkia tähtiteleskoopin (kiikarin) kaavojen aiheessa.
Tähtitieteellisten kaukoputkien kokonaissuurennus
Onko tähtitieteellisen kaukoputken läpi nähdyn kohteen kuvan koko suurempi, kun sitä tarkastellaan silmällä, jolla on minimaalinen vai maksimaalinen akkommodaatio? Kumpaa on parempi käyttää objektiivina ja okulaarina, kuperaa linssiä, jolla on suuri polttoväli, vai kuperaa linssiä, jolla on pieni polttoväli? Näihin kysymyksiin voidaan vastata, kun opit tähtiteleskoopin (kiikarin) kaavan.
