Errefrakzio-teleskopio

Errefrakzio-teleskopioa oso urruneko objektu astronomikoek igorritako argiaren errefrakzioan oinarritzen den sistema optiko zentratu bat da. Argi-sortak lentea igarotzen duenean, norabidea aldatzen du eta behatutako objektuaren irudi handitua sortzen du. Argiaren errefrakzioa objektiboaren lentean izango daristen diren izpi paraleloen konbergentzia bideratuz plano fokalaren puntu batean. Horrek urruneko objektuak handiagoak ikusteko bidea ematen du.

Astronomia-zaleek erabili ohi duten errefrakzio-teleskopio arrunta.

Mota honetako teleskopioak oso ohikoak izan dira astronomiaren historian, eta 1600-1900 urteen bitartean munduko behatoki nabarmenetako tresna garrantzitsuenak izan ziren. Hala ere, zailtasun tekniko asko daude dimentsio eta zabalera handiko errefrakzio-teleskopioak fabrikatzeko, oso lan nekeza baita objektibo modura erabiltzeko lente handi, erabilgarri eta arinak egitea. Gauza bera gertatzen da errefrakzio-teleskopioko leiar-irekidurarekin; zenbat eta diametro handiagoa izan, orduan eta handiagotze handiagoa erakutsiko du teleskopioak, eta, ondorioz, urrunagoko gauzak hobeto ikusi ahalko dira, baina betiere neurri konkretu batean; izan ere, leiar-irekiduraren diametroa zenbat eta handiagoa izan, garestiagoa izango da, are proportzio handiagoan, errefrakzio-teleskopioa egitea.

Bestalde, kalitate-arazoak ere badaude irudiari dagokionez, bi arrazoi hauek direla tarteko: batetik, lente nagusian harrapaturiko aire-burbuila txikiak direla kausa irudia deformatzen da; eta, bestetik, lentearen materiala uhin-luzera zehatz batzuentzat opakoa denez, errefrakzio-teleskopioak sentikortasuna galtzen du argi-espektroaren alde batzuetan, aberrazio kromatikoa dela eta. Dena den, aberrazio kromatikoaren arazoa lente apokromatikoen erabilerarekin zuzentzen da partzialki, nahiz eta mota horretako teleskopioen prezioa oso handia izan.

Ohar terminologikoa

Tresnaren izenari dagokionez, gure inguruko hizkuntza batzuetan bestelako terminoak erabili ohi dira:

• Esate baterako, guk errefrakzio-teleskopioa deritzogun tresnari, frantsesez “lunette astronomique” edo “lunette de Kepler” deitzen zaio, begi bakarrez ikusten den tresna optikoa dela azpimarratuz, euskarazko “betaurreko” hitzaren antzera. Bestalde, gaur egun ez dute espreski “télescope” izena horretarako erabiltzen. Hortaz, euskaraz, betaurreko astronomikoa terminoa ere egokia da.
• Bestalde, kontuz ibili behar da ingelesezko “telescope” hitzaren itzulpenarekin. Izan ere,  errefrakzio-teleskopioa adierazteko, “refracting telescope” terminoa erabiltzen da (edo baita horren laburdura den “refracting” terminoa), eta gaur egun ikerkuntzarako gehien erabiltzen den islapen-teleskopioa adierazteko, “telescope” edo “reflecting telescope” erabiltzen dira.

Islapen-teleskopioak zenbait abantaila ditu errefrakzio-teleskopioarekin alderatuta:

• Askoz errazagoa da ispilu handi bat fabrikatzea lente handi bat egitea baino.
• Islapen-teleskopioak emandako irudiaren kalitatea errefrakzio-teleskopioak emandakoa baino hobea da, aberrazio kromatikorik gabea baita.
• Errendimendu berarekin, islapen-teleskopioa errefrakziozkoa baino txikiagoa da, eta, beraz, hura baino arinagoa eta erabilerrazagoa.

Behaketa arruntak egin nahi dituzten astronomiazale batzuek beren erabilerarako teleskopio bat eraiki nahi dutenean, askoz errazago egin dezakete tamaina ertaineko ispilua (${\displaystyle {\text{200 mm}}}$ ingurukoa) daukan islapen-teleskopio bat, harekin behaketa ez-profesional interesgarriak egiteko.

Historia

Hans Lippershey (1570-1619)

Errefrakzio-teleskopioa asmatutako lehenengo teleskopio optikoa izan zen, baina ez dakigu zein izan zen haren sorkuntzaren data zehatza. Idazle batzuen arabera, 1550eko hamarkadan prototipo bat sortu omen zen, baina zehatz-mehatz deskribatu diren lehenengo errefrakzio-teleskopioak 1590koak dira, Italian hain zuzen. Geroago, hainbat pertsona saiatu ziren patentea lortzen, eta Hans Lippershey hasi zen 1608an handipen hirukoitzean oinarritutako demostrazio bat egiten.

Behin teleskopio mota hau ezaguna bihurtu eta munduan zehar zabaldu ondoren, zientzialari batzuek (haien artean, Thomas Harriot eta Christoph Scheiner-ek) zerura enfokatu zuten tresna hura, espazio zabaleko gorputzak behatzeko.

Galileo bere teleskopioa erakusten Veneziako duxari (Bernini-ren freskoa).

Handi gutxira Galileo Galilei izan zen 1609tik aurrera behin betiko errefrakzio-teleskopioa tresna astronomiko gisa erabiltzen hasi zena, eta hainbat aurkikuntza egin zituen horri esker. Lehenik, xehetasunak azaldu zituen, eta bere teleskopioa Leonardo Donato famatuari erakutsi zion, ondoren lente egokiagoa diseinatzeko. Hasiera batean hiruko handipena bikoiztu zuen, eta geroago, pixkanaka-pixkanaka, ${\displaystyle 30}$eko handipena lortu arte.

Hain zuzen, Galileoren teleskopio ahaltsuenak ${\displaystyle {\text{980 mm}}}$-ko luzera zuen (3 oin eta 3 hazbete), eta ${\displaystyle 30}$ bat aldiz handitu zituen objektuen irudiak. Diseinuan akatsak zeudenez —hala nola kristalinoaren forma eta ikuseremu estua—, irudiak lausoak eta distortsionatuak agertzen ziren. Dena den, akats horiek gorabehera, teleskopioa Galileorentzat zerua esploratzeko oso baliagarria izan zen. Zehazki, lorpen hauek egin zituen: Ilargian kraterrak, Jupiterren lau ilargi handienak eta Artizarraren faseak aurkitu behatu eta deskribatzeko erabili zuen

Aberrazio kromatikoaren arazoa

Galileoren lehenengo diseinuen ondoren, teleskopioen potentzia handiagotu zen heinean, aberrazio kromatikoaren arazo larria agertu zen, irudien kalitatea kaltetuz. Arazo hori konpontzeko, oso distantzia fokal handiarekin egindako teleskopio klepertarrak garatu zituzten. Faktore horren ondorioz, tresna haien maneiua ez zen erraza gertatzen.

Problema haiek gainditzeko, lehenengo islatze-teleskopioak agertu ziren, eta horiek XVIII. menderako oso garapen arrakastatsua izan zuten William Herschel-en eskutik.

Lick Behatokiko errefrakzio-teleskopioa (1889)

Lente akromatikoak

Halere, lente akromatikoen aurrerapena John Dollond-ekin hasi zen. Zehazki, 1820. urtean, bederatzi hazbeteko lehenengo errefrakzio-teleskopio akromatikoa diseinatu zuen Joseph von Fraunhofer-ek Estoniako Dorpat behatokiarentzat. Garai hartako ispilu metalikoen mantentze-lanetako eragozpenengatik, errefrakzio-teleskopioak gustukoenak izaten hasi ziren astronomoentzat.

Errefrakzio-teleskopio erraldoiak

Hemeretzigarren mendean, teleskopiorik onena lortzeko lehian, behatoki berri asko eraiki ziren munduan zehar. Fabrikatzaileen arteko lehia-giro horretan, diametro handieneko teleskopioa lortzeko lasterketa bat izan zen.

Alvan Clark & Sons optika-fabrikatzaile estatubatuarra ospetsu egin zen XIX. eta XX. mendeetako teleskopio errefraktatzaile handienetako batzuetarako lenteak fabrikatzeagatik. Jadanik 1889an ${\displaystyle {\text{36''}}}$-ko (${\displaystyle {\text{91 cm}}}$) diametroa zeukan lentedun objektiboa fabrikatu zuen Lick behatokiko errefrakzio-teleskopioa eraikitzeko. Geroago, 1897an ${\displaystyle {\text{40''}}}$-ko (${\displaystyle {\text{101,6 cm}}}$) diametrokoa ere fabrikatu zuen Yerkes behatokirako, gaur egun ere oraindik funtzionatzen ari den errefrakzio-teleskopiorik handiena. Hortik aurrera amaitu zen errefrakzio-teleskopio erraldoiak eraikitzeko lasterketa, muga teknikora teknikora iritsi baitziren, lenteen fabrikazioaren zailtasunek baldintzatuta.

Einsteinek 1921ean Yerkes Behatokira eginiko bisitan, ${\displaystyle {\text{40''}}}$-ko errefrakzio-teleskopioaren aurrean aterateko argazkia.

Errefrakzio-teleskopioen diseinua

Errefrakzio-teleskopio guztiek printzipio berberak erabiltzen dituzte. Objektiboaren lenteen konbinazioak eta okular mota ezberdinak erabiltzen dira pertsonen begiek baino argi gehiago biltzeko. Ondorioz, behatzaileak irudia handiagoa ikusten du, baita distira eta argitasun handiagoak ere.

Errefrakzio-teleskopioetan objektiboa erabiltzen da lentearen ardatz optikoarekiko paraleloki datozen argi-izpien konbergentzia gerta dadin puntu fokalean. Lentearen ardatz optikora ${\displaystyle \alpha }$ angeluaz iristen den azpi-sorta ${\displaystyle \beta }$ angeluaz irteten da. Hain zuzen, ${\displaystyle \beta /\alpha }$ erlazioari angelu-handipena deritzo. Hau da, begiaren erretinan teleskopioarekin eta teleskopiorik gabe lortutako irudiaren tamainen arteko erlazioa.

Errefrakzio-teleskopioek konfigurazio ezberdinak egokitzeko ahalmena dute irudiaren orientazioa zuzentzeko. Irudia errefrakzioz edo argiaren orientazioaren ondorioz sortzen denez, errefrakzio-teleskopioak deitzen dira.

Teleskopio galilearra

Teleskopio galilear baten diagrama optikoa Irudian, y , objektua; y′, irudi erreala objektiboan; y″, okularrean handitutako irudi birtuala; D, pupilaren sarrera­-diametroa; d, pupilaren irteera-diametroa; L₁ , objektiboaren lentea; L₂ , okularraren lentea; e, irteerako pupila birtuala.

Galileo Galilei-ren diseinuan, objektiboan lente konbergente bat eta okularrean lente dibergente bat erabili ziren^{[1] [2]}. Diseinuak erdiko fokua ez zuenez, irudi zuzen eta bertikala lortzen zen. Hogeita hamar aldiz handitzeko ahalmena zuen, baina lenteen forma zela eta, irudi lausoak eta distortsionatuak sortzen ziren. Nahiz eta akats horiek izan, zerua aztertzeko teleskopio egokia zen, Venus (Artizarra) planetaren faseak detektatu eta Ilargiaren krater batzuk ikusteko gai baitzen.

Teleskopio keplertarra

Teleskopio keplertar baten diagrama optikoa Lehenengo geziak irudi originala (4) adierazten du; bigarren geziak (5) alderantzizko irudia plano fokalean; hirugarren gezia (6) ikuslearen ikusmen-esferan eratzen den irudi bertikalari dagokio. Izpi gorriek (5) geziaren erdiko puntua adierazten dute; izpi beltzek, aldiz, hasiera eta amaiera.

Teleskopio galilearraren hobekuntza izan zen teleskopio klepertarra^[3], Johannes Kepler-ek diseinatutakoa 1611an. Okularrean lente konbexoa (konbexoa) erabili ordez, konkaboa (ganbila) erabiltzen du. Diseinu honen abantaila da okularretik irteten diren izpiak konbergenteak izatea. Horrek ahalbidetzen ditu ikusmen-gradu eta xehetasun handiagoak, baina irudia behatzailearentzat azpikoz gora ikusten da.

Errefrakzio akromatikoa

Errefrakzio akromatikodun lentea Hester Moore Hall izeneko abokatu ingeles batek asmatu zuen 1733an, nahiz eta 1758an John Dollond-ek patentatu. Diseinuak gainditu egin zuen errefrakzio teleskopioetan luzera fokal oso luzeak erabiltzeko beharra, horretarako dispertsio-indize ezberdinetako beirazko bi piezak osaturiko objektibo bat eginez, aberrazio kromatikoa eta esferikoa mugatuz. Gaur egun lente akromatikoak diseinatzen dira, bi uhin-luzerako izpiak plano berean enfokatzeko helburuarekin.

Errefrakzio apokromatikoa

Errefrakzio apokromatikodun objektiboak, dispertsio baxuko material bereziekin eratzen dira. Hiru uhin-luzerako izpiak plano berean enfokatzeko diseinatzen dira. Hondar-kolorearen errorea lente akromatiko batena baino magnitude bat txikiagoa izan daiteke. Teleskopio hauek duten materialaren artean fluorita eta dispertsio oso txikiko beira berezia daude. Oso irudi gardena lortzen da horiei esker, aberrazio kromatikorik ez dutenak. Berezitasun horiek tarteko, errefrakzio apokromatikodun teleskopioak besteak baino garestiagoak dira.

Erreferentziak

1. 1564-1642., Galilei, Galileo,. (1989). Sidereus nuncius, or, The Sidereal messenger. University of Chicago Press ISBN 0226279022. PMC 18382082. (Noiz kontsultatua: 2018-07-04).
2. Sidereus Nuncius, Galileo. (2010). Muncyt, Museo Nacional de Ciencia y Tecnología, Edición Conmemorativa del IV Centenario de la publicación de Sidereus Nuncius. Jatorrizko facsimila liburuki batean argitaratzearekin batera, edizio horretan testuaren euskara, galego, katalan eta gaztelaniazko itzulpenak ere argitaratu ziren, beste lau liburukitan.
3. H., Tunnacliffe, Alan. (1981). Optics. Association of Dispensing Opticians ISBN 0900099151. PMC 7987087. (Noiz kontsultatua: 2018-07-04).

Ikus, gainera

• Teleskopio
• Teleskopioaren historia
• Irrati-teleskopio

Kanpo estekak

• Datuak: Q216778
• Multimedia: Refracting telescopes / Q216778