TELESCOPIO
1- ¿Qué es un telescopio? ¿Cómo funciona?
2- ¿Cuáles son las clases de telescopios que existen?
3- ¿Cuáles son los principales elementos ópticos que se utilizan en los telescopios?
4- Explica en qué consiste la aberración esférica y la aberración cromática.
5- Objetivo y ocular ¿Cómo funcionan?
6- ¿Cuál es la expresión que permite calcular el aumento de un telescopio?
7- ¿A qué se denomina razón focal?
8- Define poder de brillo y poder resolvente.
9- ¿Cómo se realiza el montaje de un telescopio?
10-¿Qué utilidad presentan los telescopios reflectores y refractores?
11-Explica las distintas técnicas astronómicas.
12-¿Qué fenómenos atmosféricos se deben tener en cuenta en una observación astronómica? Explica
13-¿Qué es un radiotelescopio? ¿Cómo funciona?
14- Lee y analiza el relato de Galileo. Saca conclusiones.
1) Se denomina telescopio al instrumento óptico que permite ver objetos lejanos con mucho más detalle que a simple vista al captar radiación electromagnética, tal como la luz. Es una herramienta fundamental en astronomía, y cada desarrollo o perfeccionamiento de este instrumento ha permitido avances en nuestra comprensión del Universo.
El aparato se concentra en un pequeño campo del paisaje terrestre o estelar, mucho menor que el que abarca la visión humana.
Capta de allí una mayor cantidad de luz que el ojo humano, a través de un “objetivo”, un dispositivo, que puede ser un lente o un espejo, capaz de concentrar los rayos luminosos en un plano focal, de la misma forma como la cornea y el cristalino del ojo proyectan la imagen que vemos en la retina del ojo. De esta forma permite que recibamos desde esa zona visual más luz, o fotones, que las que permite nuestra pupila. Nuestra pupila se dilata hasta un máximo de 4 mm, lo que es muy poco considerando la falta de luz en la noche o los pocos fotones que nos llegan de objetos muy lejanos. El telescopio actua como una pupila artificial capaz de recoger mucha más luz que nuestra pupila natural.La primera función, que determina el área o tamaño del “campo visual”, depende de la “distancia focal”, la distancia entre el objetivo y el plano focal. Mientras más corta es esta distancia observamos un campo mayor, por el contrario mientras más larga sea esta distancia menor será el campo de visión. Es como acercarse o alejarse de una ventana, mientras más cerca estemos, más paisaje exterior podremos ver a través de ella, por el contrario si nos ubicamos más lejos, menor será el área del paisaje que podremos ver.
2) Existen básicamente tres tipos de telescopios:
- Refractores o galileanos (en honor a Galileo)
- Reflectores o newtonianos (en honor a Newton)
- Catadióptricos
Los telescopios REFRACTORES utilizan una lente convexa (lente objetivo) en la entrada de luz del tubo, que refracta los rayos de luz concentrándolos y alineándolos hacia el final del tubo, donde se encuentra la salida ocular, que es el lugar donde colocamos los lentes oculares. Son ideales para la observación terrestre, de la luna, planetas y, en general, para los cuerpos más luminosos del cielo.
Los telescopios REFLECTORES no tienen lente objetivo y utilizan un espejo en el fondo del tubo que concentra la luz y la devuelve al espejo diagonal situado en la entrada de luz, el cual a su vez desvía la imagen hacia el tubo de salida ocular. Son ideales para la observación de objetos difusos, nebulosas, galaxias, etc.
Los telescopios CATADIÓPTRICOS cuentan con un sistema óptico que utiliza una combinación de espejos y lentes con el fin de mejorar la calidad de la imagen. Son ideales para cualquier tipo de observación y en especial para la astrofotografía.
Los más comerciales son el SCHMIDT-CASSEGRAIN y el MAKSUTOV-CASSEGRAIN. Son superiores en calidad y desempeño sobre los otros dos tipos. También son más costosos.
3) ELEMENTOS OPTICOS:
ESPEJO: Dispositivo óptico, generalmente de vidrio, con una superficie lisa y pulida, que forma imágenes mediante la reflexión de los rayos de luz.
PRISMA (OPTICA): Bloque de vidrio u otro material transparente que tiene la misma sección transversal (generalmente un triángulo) en toda su longitud. Los dos tipos de prisma más frecuentes tienen secciones transversales triangulares con ángulos de 60 o de 45º. Los prismas tienen diversos efectos sobre la luz que pasa a través de ellos.
FIBRA OPTICA: Fibra o varilla de vidrio —u otro material transparente con un índice de refracción alto— que se emplea para transmitir luz. Cuando la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite con muy pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada.
MICROSCOPIO: Cualquiera de los distintos tipos de instrumentos que se utilizan para obtener una imagen aumentada de objetos minúsculos o detalles muy pequeños de los mismos. El tipo de microscopio más utilizado es el microscopio óptico, que se sirve de la luz visible para crear una imagen aumentada del objeto. El microscopio óptico más simple es la lente convexa doble con una distancia focal corta. Estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces. Por lo general, se utilizan microscopios compuestos, que disponen de varias lentes con las que se consiguen aumentos mayores. Algunos microscopios ópticos pueden aumentar un objeto por encima de las 2.000 veces.
CRISTAL: Porción homogénea de materia con una estructura atómica ordenada y definida y con forma externa limitada por superficies planas y uniformes simétricamente dispuestas. Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido; esta formación puede resultar de la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido.
INTERFERÓMETRO: Instrumento que emplea la interferencia de ondas de luz para la medida ultra precisa de longitudes de onda de la luz misma, de distancias pequeñas y de determinados fenómenos ópticos. Existen muchos tipos de interferómetros, pero en todos ellos hay dos haces de luz que recorren dos trayectorias ópticas distintas —determinadas por un sistema de espejos y placas— que finalmente se unen para formar franjas de interferencia.
RED DE DIFRACCIÓN: Dispositivo óptico empleado para separar las distintas longitudes de onda (colores) que contiene un haz de luz. El dispositivo suele estar formado por una superficie reflectante sobre la que se han trazado miles de surcos paralelos muy finos. Al incidir sobre una superficie así, un haz de luz se ve dispersado en todas las direcciones o difractado en cada surco
ESPECTROSCOPIO: Desarrollaron el espectroscopio de prisma en su forma moderna y lo aplicaron al análisis químico. Este instrumento, que es uno de los dos tipos principales de espectroscopio, está formado por una rendija, un conjunto de lentes, un prisma y un ocular. La luz que va a ser analizada pasa por una lente colimadora, que produce un haz de luz estrecho y paralelo, y a continuación por el prisma. Con el ocular se enfoca la imagen de la rendija. De hecho, lo que se ve son una serie de imágenes de la rendija, conocidas como líneas espectrales, cada una con un color diferente, porque el prisma separa la luz en los colores que la componen.
ESPECTROHELIÓGRAFO: Elemento importante del equipo utilizado en astronomía para fotografiar las protuberancias del Sol, como la fotosfera (la capa interior de gases calientes más cercana a la superficie del Sol) y la cromosfera (la capa exterior más fría).
HOLOGRAMA: Método de obtener imágenes fotográficas tridimensionales. Las imágenes se crean sin lente alguna, por lo que esta técnica también se denomina fotografía sin lente.
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5)El ocular es un tipo de lente o conjunto de lentes, usados en instrumentos ópticos tales como microscopios,telescopios, cámaras fotográficas y teodolitos que se antepone al ojo del observador para ampliar la imagen del objetivo que este observa.
Existen diferentes tipos de oculares:
- Oculares negativos: Son los que participan en la formación de la imagen primaria, y por tanto no sirven de lupa.
- Oculares positivos: Aumentan la imagen por sí solos. La imagen primaria es formada únicamente por el objetivo, y por tanto sirven de lupa.
- De medida: Incorporan rejas graduadas para medir el tamaño de las partículas observadas.
Reflexión
La luz entra en un telescopio reflector y la lente del objetivo, o espejo, la refleja. El primer telescopio reflector fue diseñado por Sir Isaac Newton y es llamado el telescopio newtoniano reflectante. En este telescopio, la función de la lente objetivo es reflejar la luz a otro espejo más pequeño, que es plano. Ese espejo pequeño, a su vez, refleja la luz hacia el ocular, donde aparece una imagen.
6)Aumentos
Para Calcular los aumentos que tiene nuestro telescopio es muy fácil, solo usa la siguiente formula.
Aumentos = Distancia Focal / Medida ocular
Por ejemplo si usamos un celestron con 1000mm de distancia focal y un ocular de 20mm.
Aumentos= 1000mm / 20mm = 50X
Lo que nos daría 50 aumentos, pero si cambiamos a un ocular 10mm serian 100 aumentos. Es decir los aumentos los podemos cambiar cambiando de ocular.
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8)PODER RESOLVENTE: Es la capacidad para separar dos objetos (o putos) muy juntos o cerrados.
Esto es muy importante a la hora de trabajar en la observación de dobles, ya que la separación entre ambas está asociada al diámetro del telescopio.
PODER DE BRILLO: Es una medida de cantidad de luz que está concentrada en la imagen. El poder de brillo aumenta en proporción con el área del objetivo, mayor será la cantidad de luz que llega a su foco
9-10) Montaje de un telescopio - UTILIDAD DE TELESCOPIOS REFLECTORES Y REFRACTORES:
El empleo de telescopios refractores esta muy limitado por su pequeño campo de visión y también por las grandes estructuras necesarias para contener las largas distancias focales. Se emplean actualmente para la observación de estrellas binarias.
En los telescopios reflectores, las pequeñas diferencias de temperatura entre las distintas partes del espejo, deforman a éste lo suficiente para que su poder de definición sea mucho menor que el límite teórico.
11) TÉCNICAS ASTRONÓMICAS
FOTOMETRÍA FOTOGRÁFICA: es la disciplina encargada de la medición de la intensidad luminosa de los objetos celestes, de dos grandes campos estelares. Se utilizan placas fotográficas cuya emulsión está definida para cierta zona del espectro electromagnético.
FOTOMETRÍA FOTOELÉCTRICA: es una de las distintas variantes de las que dispone la fotometría para determinar la magnitud de los diferentes astros (estrellas, planetas, galaxias, etc.).
Tal como su nombre indica, está basada en el uso de un fotómetro fotoeléctrico como receptor y cuantificador de la luz recibida. El equipo consta de un detector (un semiconductor) capaz de convertir la luz es electricidad (efecto fotoeléctrico), un amplificador, un conversor voltaje-frecuencia y un visualizador digital en donde se leen las cuentas.
ESPECTROSCOPIA: La espectroscopía es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con aplicaciones en química, física y astronomía, entre otras disciplinas científicas.
El análisis espectral en el cual se basa, permite detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética a ciertas longitudes de onda, y relacionar éstas con los niveles de energía implicados en una transición cuántica.
Existen tres casos de interacción con la materia:
1. choque elástico: Existe sólo un cambio en el impulso de los fotones. Ejemplos son los rayos X, la difracción de electrones y la difracción de neutrones.
2. choque inelástico: Por ejemplo la espectroscopía Raman.
3. Absorción o emisión resonante de fotones.
CAMARA CCD: Es una superficie fotosensible con un dispositivo de transferencia de carga, que permite controlar el movimiento de los electrones por medio de campos eléctricos.
12) Fenómenos Atmosféricos
Dispersión: Las moléculas del aire de la atmósfera terrestre dispersan la luz de ls astros; el índice de refracción del aire es mayor para la luz verde que para la luz roja, y, mayor aún, para la luz violeta. Cuanto más azul es la luz, tanto mas dispersa resulta con respecto a la dirección del rayo luminoso.
El color del cielo: El color del cielo va a depender de la posición del observador; visto desde la superficie de la Tierra, el cielo parece azul. Esto es el resultado de la interacción de la luz solar con la atmósfera de la Tierra.
En el espacio, donde no hay atmósfera y existe el vacío, los rayos solares no se dispersan; por lo tanto éstos siguen una línea recta, y como resultado, el cielo parece negro para un observador en una nave espacial.
Centelleo: Este fenómeno consiste en una variación muy rápida. La causa fundamental del titilar de los cuerpos celestes es que la luz, al atravesar el medio gaseoso atmosférico, se concentra en ciertos lugares y se dispersa en otros (por refracción)
Fuentes del movimiento y del centelleo: Tanto el movimiento como el centelleo de la imagen se deben a inhomogeneidades en la atmósfera. La turbulencia del aire en las cercanías de la cúpula del telescopio también es responsable de estos fenómenos.
13) Radiotelescopio:
Un radiotelescopio capta ondas emitidas por fuentes de radio, generalmente a través de una antena parabólica, o un conjunto de ellas, a diferencia de un telescopio ordinario que produce imágenes en luz visible.
Funcionamiento: El radiotelescopio capta las señales emitidas de aquellos astros que se encuentran en la dirección hacia donde apunta la antena . Dado que la señal es extremadamente débil, debe ser amplificada; y, posteriormente, es registrada.
14) Análisis del relato de Galileo:
- Galileo elaboró un telescopio refractor con una lente convexa y una cóncava.
- No fue su invento, lo hizo a partir de una noticia, donde escuchó que en Holanda había en venta un artefacto que agradaba imágenes.
- Fabricó el mismo instrumento que había en Holanda sin verlo, sólo imaginando cómo era.
- Necesitó una lente cóncava y otra convexa.
- Lo logró por prueba y error.
