Continuando con las aplicaciones de las lentes en la construcción de Instrumentos Ópticos, aquí voy a referirme al funcionamiento y otras cuestiones del Telescopio. El Telescopio es un instrumento óptico empleado para observar objetos muy grandes, que se encuentran muy lejanos, como por ejemplo, las estrellas, los cometas, los planetas, entre otros.
Según cuenta la historia el primero que descubrió este instrumento por casualidad fue el fabricante de gafas Hans Lippershey un cierto día, cuando sostenía en cada una de sus manos una lente y al mirar por ellas pudo observar a gran distancia el gallo de la catedral muy cercano a él, entonces él monto las lentes en un tubo con la finalidad de conservar las distancias relativas de las lentes.
La noticia de este descubrimiento viajó por todos los países, y enterado Galileo Galilei también decidió fabricarse uno propio, al cual le puso el nombre de Telescopio. Enfocando el cielo pudo observar los cuatro satélites de Júpiter, los cráteres de la Luna, las fases de Venus, las manchas solares y multitud de estrellas poco brillantes que no pueden verse a simple vista por el ojo humano.
Todas aquellas observaciones realizadas por Galileo Galilei las hizo con un telescopio pequeño, no más de un metro de longitud, pero como la observación estelar es indiferente, en cuanto a la posición de la imagen que se obtenía, Galileo utilizo el telescopio con dos lentes convergentes que daban una imagen invertida y virtual.
Para obtener mayor información de los objetos observados, poco a poco los telescopios fueron haciéndose más grandes y de mayor diámetro, lo que implicaba cada vez mayor diámetro y grosor de las lentes. En 1656 Christian Huygens (1629-1695) construyó un telescopio de aproximadamente siete metros de largo, sin embargo, al seguir aumentando el tamaño, los fabricantes se encontraron con un problema técnico, que las lentes entre más grande eran, la imagen del objeto observado se tornaba borrosa y mostraba una franja cromática a su alrededor.
Pero antes de continuar con la historia veamos como esta formado el Telescopio. Los elementos fundamentales son el Objetivo y el Ocular. El objetivo es una lente convergente de distancia focal f muy grande, a veces de varios metros. Como el objeto AB esta muy distante, su imagen a´b´producida por el objeto, está en su foco F. Sólo se necesitan los rayos centrales para conocer la posición de la imagen. El ocular es una lente convergente de distancia focal f´mucho menor. Se coloca de tal manera que la imagen intermedia a´b´ esté entre el ocular y su foco, y la imagen final ab esté a la distancia mínima de visión nítida, alrededor de 25 cm. El enfoque se hace moviendo el ocular ya que nada se gana moviendo el objetivo.
Entonces, decía más arriba que al querer aumentar el tamaño y grosor de las lentes surgieron problemas técnicos. Con los estudios realizados por Isaac Newton, sobre las lentes y con el afán de solucionar esta problemática, se encontró que todo estaba en el hecho de la diferencia en la desviación que presentaban los diferentes colores, ya que cada uno se caracteriza por tener su propia longitud de onda. Newton reemplazó la lente del objetivo por un espejo cóncavo, y así logró suprimir la aberración cromática inherente a la formación de imágenes en las lentes.
Básicamente el Telescopio Astronómico es un instrumento óptico que recoge cierta cantidad de luz y la concentra en un punto. La cantidad de luz colectada por el instrumento depende fundamentalmente de la apertura del mismo (el diámetro del objetivo). La idea principal es la captación de la mayor cantidad de luz posible, necesario para observar objetos de bajo brillo, así como obtener imágenes nítidas y definidas, necesarias por ejemplo, para observar detalles finos en planetas.
Para visualizar las imágenes se utilizan los oculares, los cuales se disponen en el punto donde la luz es concentrada por el objetivo, el plano focal. Son los oculares los que proporcionan los aumentos al telescopio, al intercambiar oculares se obtienen diferentes aumentos con el mismo instrumento.
Las principales partes de un típico telescopio reflector se indica en el esquema, a la derecha.
Existen dos grandes divisiones de telescopios, según el tipo de objetivo que utilizan: los reflectores y los refractores. Los reflectores se constituyen de un espejo principal (espejo primario u objetivo), el cual no es plano sino que tiene cierta curvatura (idealmente parabólica) que le permite concentrar la luz en un punto.
Los telescopios refractores poseen como objetivo una lente (o serie de lentes, la cantidad varía según el diseño y calidad), que de forma análoga al funcionamiento de una lupa, concentran la luz en el plano focal. En astronomía se utilizan ambos tipos, cada uno con sus propias ventajas.
Una de las ventajas de los telescopios refractores sobre los reflectores es que carecen de obstrucción central (debido al espejo secundario, el cual hace sombra al primario). Esto hace que las imágenes sean más nítidas, y eso se vuelve especialmente adecuado para observación planetaria y lunar, donde los detalles más finos son los más apreciados.
También cave mencionar que existen diferentes telescopios reflectores, los más conocidos y populares entre los aficionados son: el reflector Newtoniano y el reflector Schmidt-Cassegrain. La principal diferencia radica en la configuración óptica.
Hay una recomendación, que se plantea en este sitio acerca de la adquisición de un telescopio, dice: si no dispones del capital necesario para la compra de un telescopio como mínimo de media calidad, desiste de adquirir uno de baja calidad. Es más práctico disponer de un buen trípode y unos prismáticos excelentes, por la misma cantidad de dinero que implica la compra de un telescopio barato. La sugerencia obedece a evitar decepciones porque los telescopios de baja calidad están plagados de holguras mecánicas, defectos de montaje, monturas inestables, lentes, espejos y accesorios de baja calidad, por nombrar algunos.
Las observaciones astronómicas desde la Tierra son limitadas debido a la distorsión y filtración de radiaciones electromagnéticas atmosféricas, por ello se han colocado instrumentos en el espacio exterior denominados Telescopio Espacial. Un Telescopio Espacial no es afectado por las luces de una ciudad, ni por turbulencias térmicas del aire. Pero lo más importante son capaces de hacer observaciones energéticas en rangos del espectro electromagnético. Se pueden observar rayos gamma, rayos x, ultravioletas e infrarrojos.
La ventaja entonces de disponer de un Telescopio más allá de la atmósfera radica, principalmente, en que ésta absorbe ciertas longitudes de onda de la radiación electromagnética que incide sobre la Tierra, especialmente en el infrarrojo, lo que oscurece las imágenes obtenidas, disminuyendo su calidad y limitando el alcance o resolución de los telescopios terrestres.
Los telescopios terrestres se ven afectados dije por factores meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los grandes asentamientos urbanos, esto reduce la posibilidad de su ubicación.
El Telescopio Espacial Hubble, fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990, como un proyecto conjunto de la NASA y la ESA. Órbita a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, en órbita circular alrededor de la Tierra y desde que fue puesto en órbita ha permitido a los científicos ver el Universo con una claridad jamás lograda. La imagen de la izquierda muestra una galaxia, la de la derecha una nebulosa planetaria, ambas imágenes fueron captadas por el Telescopio Espacial Hubble.
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