Obiective cu lentile

Lentilele telescopului sunt fabricate din diferite materiale. Ce materiale se folosesc și prin ce diferă ele?

Cei mai mulți oameni știu că un telescop astronomic este telescopul clasic cu lentile. În partea din față se află lentila obiectivului, iar în partea din spate privim prin ocular. Deși în cercetare au fost înlocuite de telescoapele reflectoare, telescoapele refractoare au mulți fani printre astronomii amatori.

Cea mai importantă componentă a unui telescop refractor este lentila obiectivului. Mai precis, lentilele obiectivului, deoarece fiecare obiectiv cu lentile modern este alcătuit din cel puțin 2 lentile. De ce?

Lentilele au un dezavantaj în comparație cu oglinzile: suferă de defecte cromatice (cunoscute sub denumirea de aberații cromatice). În funcție de lungimea de undă, lumina este refractată diferit, lumina albastră mai mult decât cea roșie. Rezultatul: borduri neatractive de culoare în jurul obiectelor pe care doriți să le observați și contrast redus.

La un acromat Fraunhofer, obiectivul este realizat dintr-o lentilă frontală care colectează lumina, realizată din sticlă crown, și o lentilă posterioară care dispersează lumina, confecționată din sticlă flint. Combinația din tipuri de sticlă diferite reduce aberația cromatică, mărind contrastul și fidelitatea culorilor.

Acromatele Fraunhofer cu combinații de sticlă BK7-F2 atent selecționate sunt absolut suficiente ca telescoape pentru începători. Dacă exigențele cresc cu timpul, puteți trece la categoria apocromatelor de calitate superioară.

Apocromatele fac un pas și mai departe. Prin alegerea cu pricepere a tipurilor de sticlă, chiar și la telescoapele scurte, lumina de până la trei lungimi de undă converge într-un punct focal comun.

Folosind o a treia lentilă și sticle speciale scumpe, aceste optici de top nu furnizează doar culori pure, ci elimină și efectul de comă și aberațiile de sfericitate. Pentru a putea confecționa astfel de super-obiective, fabricanții folosesc diferite tipuri de sticlă. Factori determinanți sunt indicele de refracție și numărul Abbe.

Indicele de refracție reprezintă raportul dintre viteza luminii în vid și viteza luminii într-un anumit material, la o anumită lungime de undă. Numărul Abbe al unui material indică variația indicelui de refracție la modificarea lungimii de undă: așa-numita dispersie.

Cu cât indicele de refracție este mai mare, cu atât lumina este refractată mai puternic, astfel încât lentila trebuie să fie curbată mai puțin. Acest lucru reduce aberația sferică. Dezavantajul este însă că astfel de lentile sunt de obicei mai scumpe. Combinațiile de sticle cu un număr Abbe mare prezintă o dispersie mai mică a culorii și, prin urmare, o aberație cromatică redusă.

În prezent se cunosc peste 200 de combinații de sticlă optică. Majoritatea sunt derivate din cele mai importante două familii de sticle: sticla crown și sticla flint. În procesul de producție industrial sunt relevanți numeroși parametri optici și specifici materialelor. Mulți producători comercializează sticle cu aceleași proprietăți sub diferite denumiri comerciale. Cei mai mulți producătorilor și-au proiectat în ultimul timp produsele și procesele pentru a fi ecologice, renunțând, de exemplu, la adăugarea de plumb și arsenic.

Ar trebui să rețineți faptul că FPL-53 nu se folosește pentru a îmbunătăți aberația cromatică existentă într-un obiectiv față de FPL-51, ci mai degrabă pentru a reduce raportul focal. Un aspect important în astrofotografie atunci când vine vorba de timpi de expunere scurți și câmpuri vizuale mai mari. Un refractor dublu FPL-51 ar putea astfel avea un raport focal de 1:6,8, în timp ce un telescop cu aceeași apertură care folosește un dublet FPL-53 ar avea nevoie de un raport focal de 1:6 sau 1:6,25. Date empirice arată că ambele au o aberație cromatică la fel de scăzută.

Sistemele de lentile triplet care folosesc atât FPL-51, cât și FPL-53, tind să reducă și mai mult aberația cromatică, permițând astfel imagini și mai clare. În această clasă de calitate, diferențele pot fi determinate numai prin măsurători pe bancuri optice.