I MEZZI OTTICI - Pagina 4
Scritto da Marco Milani   
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I MEZZI OTTICI
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I riflettori

Questi apparecchi, presenti nelle loro diverse configurazioni ottiche, costituiscono gli strumenti astronomici per eccellenza. Essi trovano applicazione in quasi tutti i campi della ricerca ottica astronomica, dalla fotografia all'osservazione diretta, dalla spettroscopia alla fotometria.

Il modello Newton è senz'altro il più economico e versatile di tutta la serie dei riflettori, e nelle focali F = 5-7 si pu? tranquillamente definirlo uno strumento quasi universale, adatto cioè sia a compiere osservazioni di dettagli, sia osservazioni di oggetti estesi e poco luminosi, oltre che a fungere da eccellente obbiettivo fotografico. I diametri più usati per gli specchi principali vanno da 15 a 30 cm., benchè siano presenti sul mercato dei riflettori giap-nesi da 11 cm. i quali forniscono delle prestazioni già molto buone per il loro diametro. Per chi si dedica ai pianeti la configurazione Cassegrain è l'ideale, permettendo di compiere osservazioni visuali con degli apparecchi di diversi metri di focale, ma con tubi parecchio più corti; in tutti quegli strumenti dove si desidera trarre il massimo ingrandimento per l'osservazione di piccoli particolari è sempre di grande comodità una focale più lunga possibile, dal momento che questa richiede, per ottenere un certo ingradimento, degli oculari di focale maggiore, rispetto a quelli necessari per ottenere lo stesso ingrandimento con un obiettivo dotato di una lunghezza focale più piccola; e compiere osservazioni con oculari da 10-20mm di focale è molto più confortevole e riposante per il nostro occhio che lavorare con degli oculari da 4,6 mm (ingr. = f. obb./f. ocul.).

Per poter disporre di focali più lunghe possibili alcune volte si dispone lungo il cammino dei raggi ottici, poco prima dell'oculare, un doppietto acromatico divergente, noto con il nome di lente di Barlow, che ha il compito di allungare la lunghezza focale dell'obiettivo, normalmente raddoppiandola, e consentendo l'utilizzazione di oculari con focali più lunghe. Il sistema porta però a una scadenza qualitativa dell'immagine, ed è per questo motivo che la lente di Barlow viene usata con parsimonia e solo in situazioni limite. Al posto del doppietto acromatico negativo vengono pure molto impiegati per lo stesso scopo i duplicatori di focale che si applicano sul retro degli obbiettivi fotografici, reperibili nei negozi di articoli foto-cine, dopo aver naturalmente adattato l'attacco al passo del telescopio tramite dei giunti realizzati al tornio e recenti da un lato il passo dell'attacco fotografico, mentre dall'altro è presente un tubo dalle dimensioni adatte per accettare il diametro dell'oculare. Nel caso di duplicatori con attacchi a baionetta converrà acquistare un adattatore che dal passo a baionetta riduce ad un normale passo a vite, sul quale è più facile realizzare un attacco al tornio. Esistono pure degli elementi ottici chiamati riduttori di focale, normalmente forniti dalla stessa casa costruttrice dello strumento, i quali hanno la funzione inversa delle lenti di Barlow: cioè anzichè aumentare la lunghezza focale la riducono, cosa estremamente utile nell'osservazione di oggetti poco luminosi attraverso strumenti che originariamente possedevano un valore di F troppo alto e consentendo di raggiungere l'ingrandimento limite minimo (1/7 del diametro dell'obiettivo in millimetri; es. 21 x con un obb. di 150mm). Purtroppo, al contrario della lente di Barlow, il riduttore di focale, il quale non è altro che una lente positiva acromatica, non è applicabile su tutti gli strumenti, sia per ragioni ottiche che meccaniche, e conviene informarsi prima dell'acquisto del telescopio presso il rivenditore se la casa fornisce pure questo piccolo ma utile accessorio.

Comunque anche per il riduttore esistono delle aberrazioni ottiche, normalmente presenti come una distorsione delle immagini stellari, le quali da puntiformi si presentano in forme allungate presso i bordi del campo visivo; questo difetto è presente, sennure in maniera certo minore, anche nei riflettori di corte focali (F = 4-5), i quali sono in ogni modo preferibili, a parità di diametro, a strumenti con focali originariamente di F = 10-12 e poi ridotte con dei sistemi ottici supplementari.

Ritornando all'analisi in dettaglio delle varie configurazioni ottiche dei riflettori si può vedere come il successo dei telescopi tipo Schmidt-Cassegrain, malgrado il loro costo abbastanza elevato rispetto a strumenti Cassegrain di uguale diametro, sia pienamente giustificato. Questo nuovo tipo di apparecchio si è imposto non soltanto per le sue dimensioni eccezionalmente ridotte, ma anche per lo schema ottico rivoluzionario che impiega una lastra correttrice di forma particolare in un telescopio utilizzato anche per osservazioni visuali, la quale, oltre a eliminare distorsioni ai bordi e aumentare la definizione dell'immagine, chiude il tubo dello strumento come in un rifrattore, evitando in questo modo le turbolenze di aria delle quali abbiamo già parlato e che limitano la visione nei riflettori con il tubo aperto da una estremità. La configurazione Schmidt classica, cioè lastra, specchio e portapel-licola, è il miglior obiettivo esistente per le fotografie di campi relativamente grandi, e particolarmente di oggetti come nebulose debolissime e galassie quasi invisibili all'osservazione visuale anche attraverso strumenti di grande diametro. Molte volte nelle camere Schmidt per motivi ottici il diametro della lastra è inferiore a quello dello specchio e in questo caso l'apertura relativa non è riferita allo specchio ma al diametro della lastra correttrice e alla focale della camera (es. con una lastra di 15 cm e uno specchio da 20 cm il quale possiede una focale di 40 cm l'apertura relativa è F (2,6).

Volendo la lastra può essere sostituita (con il risultato però di una caduta di luminosità) da un diaframma di dimensioni adeguate posto a una distanza dal centro dello specchio pari a due volte la sua lunghezza focale; soluzione conveniente solo dal punto di vista economico ma non da quello ottico.

Sempre per la fotografia, oltre all'impiego di telobiettivi di luminosità più elevata possibile, esistono degli obiettivi fotografici progettati espressamente per la fotografia astronomica, dotati di un'alta luminosità e una buona correzione dell'immagine ai bordi. Sono denominati " astrografi ". Peraltro oggi esistono dei teleobiettivi estremamente luminosi che possono essere usati oltre che per la fotografia normale anche per riprendere con eccellenti risultati immagini stellari, come nel caso di alcuni 200mm/F 2,8 oppure 400mm/F 4,5.

Nel campo astronomico trovano grande impiego anche i teleobiettivi di tipo catadiottrico, normalmente di produzione sovietica, i quali con le loro lunghe focali anche di 1 metro possono essere usati come telescopi.

La montatura altazimutale è la più. semplice, ma obbliga allo spostamento contemporaneo di entrambi gli assi per inseguire la rotazione degli oggetti sulla volta celeste.


Le montature

ImageDi importanza pari se non superiore al complesso ottico è la montatura con cui viene fissato il tubo del telescopio con tutti i suoi accessori. Ciò costituisce una parte determinante dell'intero strumento. Infatti non si potranno mai sfruttare appieno le capacità di un obiettivo ai suoi ingrandimenti massimi se il telescopio è continuamente soggetto a vibrazioni ad ogni alito di vento o tutte le volte che viene inavvertitamente sfiorato.

Inoltre tutti i movimenti dovranno farsi il più possibile delicatamente, per consentire di poter effettuare pose fotografiche anche superiori all'ora senza che insorgano degli inconvenienti tutte quelle volte che si vuole apportare una pur minima corre-zione. Un tubo ottico può essere montato, dotandolo dell'apposito attacco filettato, su di un qualunque cavalietto fotografico; questa soluzione può essere comoda nel caso di strumenti portatili, specialmente a basso ingrandimento; ma per un telescopio usato con una certa frequenza o dal quale si vogliono trarre soddisfazioni maggiori occorre una montatura appsitamente studiata.

Le montature per telescopi si dividono in due grandi categorie: altazi-mutali ed equatoriali. Le prime sono presenti normalmente sugli strumenti più economici o su quelli studiati espressamente per osservazioni terrestri; sono costituite da due assi, uno verticale e l'altro orizzontale, che si muovono indipendentemente l'uno dall'altro. Ciò porta ad alcuni problemi nel caso di osservazioni astro-nomiche, considerando che tutti gli astri si muovono nel cielo percorrendo traiettorie circolari concentriche rispetto al polo celeste. Un tale movimento (causato dalla rotazione giornaliera terrestre) ad una osservazione a basso ingrandimento, come quella a occhio nudo, è percettibile solo a distanza di un certo tempo; mentre attraverso un telescopio portato a un ingrandimento superiore a 100 si fa sensibilmente presente, obbligando lo osservatore a un vero e proprio inseguimento dell'oggetto tanto piò difficile quanto piò l'ingrandimento è alto, giacchè per seguire la traiettoria obliqua degli astri bisogna far compiere allo strumento alternativamente dei movimenti sia verticali che orizzontali.

La montatura astronomica propriamente detta è la montatura equatoriale, la quale ha la proprietà di poter compensare il movimento apparente degli astri con la rotazione di solo uno dei due assi della montatura. La montatura equatoriale è presente in varie versioni, ma tutte presentano un asse, detto asse orario, puntato verso il polo celeste e inclinato rispetto all'orizzonte di un numero di gradi pari alla latitudine terrestre del luogo dal quale viene effettuata l'osservazione; mentre un altro asse perpendicolare all'asse orario, detto asse di declinazione, permette di puntare qualunque punto della sfera celeste. Dopo aver inquadrato nel campo visivo l'oggetto da osservare sarà sufficiente ruotare l'asse orario per poter inseguire un astro posto in qualunque posizione del cielo; naturalmente occorre posizionare preventivamente la montatura affinchè l'asse orario punti verso la stella polare, indicatore abbastanza preciso del polo celeste. Si può ottenere una montatura equatoriale anche inclinando, sempre verso la polare, uno dei due assi di una montatura altazimutale, facendo in questo modo normalmente lavorare l'asse di spostamento orizzontale come l'asse orario di un equatoriale



 

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