กล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์ (กล้องส่องทางไกล)

นิยามของกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ (กล้องส่องทางไกล)

กล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์หรือกล้องส่องทางไกลดาราศาสตร์เป็นเครื่องมือทางแสงที่ใช้ช่วยให้ดวงตาเห็นวัตถุบนท้องฟ้า เช่น ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวเทียม ฯลฯ ได้อย่างชัดเจน แม้ว่าวัตถุบนท้องฟ้าจะมีขนาดใหญ่มาก แต่ระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านั้นก็ไกลมากเช่นกัน ดังนั้นเมื่อมองด้วยตาเปล่า วัตถุบนท้องฟ้าจึงดูเล็ก กล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์จึงทำหน้าที่ขยายภาพของวัตถุบนท้องฟ้าเพื่อให้สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนด้วยตาเปล่า

ประเภทของกล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์

กล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์มีหลายประเภท ได้แก่ กล้องโทรทัศน์แบบหักเหแสงและกล้องโทรทัศน์แบบสะท้อนแสง กล้องโทรทัศน์แบบหักเหแสง หรือที่รู้จักกันในชื่อกล้องโทรทัศน์เคปเลอร์ ประกอบด้วยเลนส์นูน สองชิ้น วางอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างของท่อ เลนส์นูนที่อยู่ไกลจากตาของผู้สังเกตเรียกว่าเลนส์วัตถุ ในขณะที่เลนส์นูนที่อยู่ใกล้ตาเรียกว่าเลนส์ใกล้ตา เพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนของวัตถุบนท้องฟ้า พื้นที่ผิวของเลนส์วัตถุต้องมีขนาดใหญ่ การสร้างเลนส์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่นั้นทำได้ยาก ดังนั้นกล้องโทรทัศน์แบบหักเหแสงจึงมีขนาดไม่ใหญ่มากนัก กล้องโทรทัศน์ขนาดใหญ่มากมักจะเป็นกล้องโทรทัศน์แบบสะท้อนแสง กล้องโทรทัศน์แบบสะท้อนแสงใช้กระจกเว้าเป็นกระจกวัตถุ

บทความนี้มุ่งเน้นการอภิปรายเกี่ยวกับกล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์แบบหักเหแสง หรือกล้องโทรทัศน์แบบเคปเลอร์

วิธีการทำงานของกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์แบบหักเหแสง

กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์แบบหักเหแสงประกอบด้วยเลนส์นูนสองชิ้น เลนส์นูนที่อยู่ไกลจากตาของผู้สังเกตเรียกว่าเลนส์วัตถุ ในขณะที่เลนส์นูนที่อยู่ใกล้ตาของผู้สังเกตเรียกว่าเลนส์ใกล้ตาหรือช่องมองภาพ ระยะห่างของวัตถุทำให้มุมที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุกับเลนส์วัตถุมีขนาดเล็กมาก ดังนั้น เลนส์วัตถุจึงทำหน้าที่ดึงภาพให้เข้ามาใกล้เลนส์ใกล้ตามากขึ้น เพื่อให้มุมมีขนาดใหญ่ขึ้น ส่วนเลนส์ใกล้ตาทำหน้าที่ขยายมุมเพื่อให้ภาพที่ปรากฏบนเรตินามีขนาดใหญ่ขึ้น

ระยะห่างระหว่างวัตถุกับเลนส์วัตถุนั้นไกลมากและถือว่าเป็นระยะอนันต์ ดังที่ได้อธิบายไว้ในบทความเกี่ยวกับเลนส์นูน หากวัตถุอยู่ไกลมากหรือเป็นระยะอนันต์ ภาพจะอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์วัตถุพอดี ภาพที่ได้จะเป็นภาพจริง กลับหัว และมีขนาดเล็กกว่าปกติ เนื่องจากภาพอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์วัตถุ ระยะห่างระหว่างภาพกับเลนส์วัตถุ (s _ob ') จึงเท่ากับความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุ (f _ob )

ภาพที่เกิดจากเลนส์วัตถุเป็นภาพจริง ดังนั้นเลนส์ใกล้ตาจึงรับรู้ว่าเป็นวัตถุ หากดวงตาอยู่ในสภาวะปรับโฟกัสต่ำสุด ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้ตาจะอยู่ไกลเป็นอนันต์ ดังที่ได้อธิบายไว้ในหัวข้อนี้ ภาพเลนส์นูนเพื่อให้ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้ตาอยู่ไกลอนันต์ ภาพจริงที่เกิดจากเลนส์วัตถุและถูกพิจารณาว่าเป็นวัตถุโดยเลนส์ใกล้ตา นอกจากจะอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์วัตถุแล้ว ยังต้องอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์ใกล้ตาด้วย ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าจุดโฟกัสของเลนส์วัตถุทั้งสองและจุดโฟกัสแรกของเลนส์ใกล้ตาจะตรงกัน ดังแสดงในภาพ เมื่อความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (f)_ok) เท่ากับระยะห่างของภาพจริงจากเลนส์ใกล้ตา (s)_ok) ดังนั้นภาพสุดท้ายที่เกิดจากเลนส์ช่องมองภาพจะเป็นภาพเสมือน กลับหัว ขยายใหญ่ และอยู่ห่างออกไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ระยะภาพที่ไม่มีที่สิ้นสุดไม่ได้หมายความว่าขนาดของภาพจะไม่มีที่สิ้นสุด

จากภาพและคำอธิบายข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า ระยะห่างระหว่างเลนส์วัตถุและเลนส์ใกล้ตาของกล้องโทรทรรศน์แบบง่าย เท่ากับ ความยาวของกล้องโทรทรรศน์แบบง่าย เท่ากับ ความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุ (f _ob ) + ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (f _ok )

หากดวงตาปรับโฟกัสได้เต็มที่ ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้ตาจะอยู่ที่จุดใกล้กับดวงตาปกติ หรือประมาณ 25 เซนติเมตรด้านหน้าเลนส์ใกล้ตา โดยที่ระยะภาพ (s _ok ') จะน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (f _ok ) เนื่องจากระยะภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้ตา (s _ok ') น้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (f _ok ) ภาพที่ได้จึงเป็นภาพเสมือนและกลับหัว สามารถศึกษาคำอธิบายที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นได้ใน หัวข้อ สูตร ของกล้องโทรทรรศน์ดาว (แบบสองตา)

กำลังขยายรวมของกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์

ขนาดของภาพวัตถุที่มองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์จะมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อมองด้วยตาที่มีการปรับโฟกัสต่ำสุดหรือตาที่มีการปรับโฟกัสสูงสุด? เลนส์วัตถุและเลนส์ใกล้ตาแบบไหนดีกว่ากัน ระหว่างเลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสมากหรือเลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสน้อย? คำถามเหล่านี้สามารถหาคำตอบได้หลังจากที่คุณเรียนรู้สูตรสำหรับกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ (กล้องส่องทางไกล)แล้ว