Ostatnia aktualizacja artykułu: 16.3.2001



 

MIEJSCE NA TWOJĄ REKLAMĘ !


ABC... ZAGADNIEŃ OPTYKI

Wiele pojęć związanych z optyką, a w szczególności z tym co nas (amatorów astronomii) najbardziej dotyczy, czyli z parametrami i jakością posiadanego lub upatrzonego w celu zakupu teleskopu, opisami sprzętu astronomicznego itp., sprawia kłopoty początkującym adeptom tego wspaniałego hobby. Postaram się wyjaśnić znaczenie tych najbardziej kłopotliwych i często niejasnych zwrotów. Wytłumaczyć w miarę prosty (co nie zawsze jest takie proste) sposób, mając nadzieję że pozwoli to wszystkim zainteresowanym na łatwiejsze zrozumienie zagadnień związanych z tą terminologią.

Aberracja chromatyczna - każda soczewka w obszarze położonym poza jej osią ma właściwości pryzmatu, powoduje to że promienie świetlne ulegają rozczepieniu na podstawowe widma. W wyniku tego za soczewką powstaje nieostry obraz o barwnym zabarwieniu. Efekt znany z klasycznego pryzmatu. Aberrację chromatyczną usuwa się, stosując układy soczewek wykonanych z różnego rodzaju szkła (flint i kron), różniących się zdolnością rozczepiania światła.



Aberracja sferyczna - pojedyncza sferyczna soczewka nie załamuje jednakowo wszystkich promieni na całej swej powierzchni. Tak więc jeżeli na soczewkę z punktu leżącego na osi tej soczewki, pada pęk promieni, to po przejściu i załamaniu przez soczewkę - promienie nie przecinają się dokładnie w jednym punkcie. Należy wiedzieć że promienie biegnące dalej od osi przetną oś bliżej niż promienie biegnące przy osi soczewki. W związku z tym obraz punktu jest rozmazany. Przez dobór dwóch lub więcej soczewek o różnych kształtach i współczynnikach załamania, tworzy się układy wolne od tych wad.



Achromat - patrz Soczewka achromatyczna

Diafragma - przesłona zakładana na obiektyw lub „wlot” tubusu (reflektor), w celu ograniczenia ilości padającego światła a tym samym zmniejszenia światłosiły teleskopu przy obserwacji bardzo jasnych obiektów. Diafragma zmniejsza średnicę czynną obiektywu lub zwierciadła. Jak łatwo zauważyć zmniejsza rozdzielczość danego instrumentu.



Koma - promienie padające z punktu umiejscowionego poza osią soczewki, po załamaniu przez tę soczewkę (a należy pamiętać że każda pojedyncza soczewka ma właściwości pryzmatu i załamuje światło) tworzą nieostry obraz pozbawiony symetrii obrotowej. Przypomina to przecinek lub kometę (z stąd pewnie nazwa zjawiska). Układ wolny od komy tworzy się przez dobór i łączenie dwóch lub więcej soczewek.

Dyfrakcja - Jednym ze zjawisk optyki jest prostoliniowe rozchodzenie się światła. W środowiskach przeźroczystych, a takimi są np. powietrze, woda i szkło, promień światła przebywa drogę prostoliniową. Z kolei zjawiskiem sprzecznym z prawem prostoliniowego rozchodzenia się światła jest zjawisko ugięcia, czyli dyfrakcji światła. Zjawisko dyfrakcji związane jest z falową naturą światła, bo jak wiemy światło jest falą elektromagnetyczną (tak na marginesie fale radiowe również są falą elektromagnetyczną) i stanowi wycinek z całego spektrum widma fal elektromagnetycznych.

Montaż azymutalny - jest jednym z najprostszych typów zamocowania teleskopu. Posiada dwie osie umożliwiające przemieszczanie teleskopu w pionie i poziomie. Generalnie, nie nadaje się do astrofotografii (poza pewnymi wyjątkami).

Montaż paralaktyczny - posiada dwie osie obrotu, oś deklinacji i oś godzinową która powinna być skierowana równolegle do obrotu ziemi między innymi poprzez ustawienie szerokości geograficznej, właściwej dla miejsca obserwacji. Umożliwia to podążanie za obiektem poprzez operowanie tylko osią godzinową (ręcznie lub napęd elektryczny). Oś deklinacji umożliwia ustalenie wysokości obserwowanego obiektu na sferze niebieskiej. Ten typ montażu idealnie nadaje się do astrofotografii.

Ognisko, ogniskowa - zogniskowanie promieni słonecznych przez porzucone w lesie butelki, błyszczące puszki, jest powodem powstawania pożarów (ognisk) i pewnie dlatego punkt skupienia się światła nazwano ogniskiem. Reasumując, jest to punkt skupienia się promieni świetlnych. Zaś odległość tego ogniska (punktu skupienia) od soczewki to ogniskowa soczewki. Ognisko może być rzeczywiste gdy ogniskowa jest dodatnia (soczewki o powierzchniach wypukłych i zwierciadła wklęsłe), lub pozorne gdy ogniskowa jest ujemna (soczewki o powierzchniach wklęsłych i zwierciadła wypukłe). Odwrotnością ogniskowej mierzonej w metrach jest moc łamiąca, nazywana też mocą główną układu optycznego. Jak łatwo wyliczyć D=1/f, soczewka o ogniskowej f=1 metr ma moc łamiącą D=1 dioptrii.



Okular - złożony z kilku (w najprostszych dwie) soczewek układ optyczny, mający za zadanie powiększenie zogniskowanego obrazu. Obecnie spotyka się sporo rodzajów okularów i od ich jakości zależy jakość otrzymywanego obrazu. Do najprostszych zaliczyć możemy okulary Ramsdena i Huygensa. Bardziej złożone i dające zdecydowanie lepsze obrazy, to okulary Kellnera, Plössla, Steinheila, Abbego. Ogniskową okularu możemy „regulować” krotność powiększenia, dobierając odpowiedni okular. Czyli im mniejsza ogniskowa, tym większe powiększenie i na odwrót.

Powłoka MC - lub SMC, AR to powłoka antyodblaskowa. Powłoka mająca za zadanie przepuszczenie jak największej ilości światłą, które padając na soczewkę ulega częściowemu odbiciu od jej powierzchni. Cechą charakterystyczną po której poznamy tego typu powłokę, jest fioletowe lub miedziano-złotawe, a czasem rubinowe zabarwienie powierzchni soczewki.



Rozdzielczość - rozdzielczością teleskopu (a konkretnie obiektywu, lustra) określamy zdolność rozdzielenia dwóch obiektów, tak by każdy był widziany osobno. Dobrym przykładem są gwiazdy podwójne. Rozdzielczość ludzkiego oka i nieuzbrojonego w żaden przyrząd optyczny, wynosi ok. 60” (sześćdziesiąt sekund kątowych). Zaś rozdzielczość posiadanego teleskopu możemy w uproszczony sposób obliczyć korzystając ze wzoru:

      r” = 143 / D

      gdzie r” - zdolność rozdzielcza w sekundach kątowych;

      D - średnica obiektywu lub lustra w mm.

Soczewka - jest bryłą ze szkła mineralnego lub rzadziej organicznego z dwiema wyszlifowanymi powierzchniami roboczymi. Jeśli jedna powierzchnia jest kulista (wypukła) a druga płaska, wklęsła lub kulista mamy do czynienia z soczewką o mocy dodatniej. Jeśli zaś jedna powierzchnia jest wklęsła, a druga płaska lub wklęsła to mamy do czynienia z soczewką o mocy ujemnej.

Soczewka achromatyczna - układ złożony z dwóch lub więcej soczewek wykonanych z szkła (flint i kron) o różnej zdolności rozczepiania (dyspersji) światła, mający na celu likwidację aberracji chromatycznej. Soczewki te są klejone lub dystansowane za pomocą separatorów. Trudno dziś sobie wyobrazić porządny teleskop lub okulary teleskopowe bez ww. soczewek.



Soczewka apochromatyczna - najnowocześniejszy rodzaj soczewek o właściwościach achromatycznych, które korygują aberrację chromatyczną nie tylko dla światła czerwonego i niebieskiego ale również dla fal zielonych. Charakteryzują się doskonałą jakością ale również wysoką ceną. Niespotykane w teleskopach dostępnych na polskim rynku.

Soczewka Barlowa - nazywana też telekonwerterem jest soczewką rozpraszającą (ujemną), powodującą wydłużenie ogniskowej obiektywu. W teleskopie jest umieszczana między obiektywem (lustrem) a okularem. Spotykane najczęściej soczewki Barlowa posiadają krotność 1.5x, 2x, 3x.



Światło - jednym ze zjawisk optyki jest prostoliniowe rozchodzenie się światła. W środowiskach przeźroczystych, a takimi są np. powietrze, woda i szkło, promień światła przebywa drogę prostoliniową. Z kolei zjawiskiem sprzecznym z prawem prostoliniowego rozchodzenia się światła jest zjawisko ugięcia, czyli dyfrakcji światła. Zjawisko dyfrakcji związane jest z falową naturą światła, bo jak wiemy światło jest falą elektromagnetyczną (tak na marginesie fale radiowe również są falą elektromagnetyczną) i stanowi wycinek z całego spektrum widma fal elektromagnetycznych. Najkrótsza z fal świetlnych jest widziana przez oko ludzkie, jako światło o barwie fioletowej. Zaś najdłuższa jest widziana jako światło o barwie czerwonej. Tak więc w telegraficznym skrócie wiemy (mam nadzieję) co to jest światło, bo w końcu dzięki niemu możemy widzieć otaczające nas gwiazdy, mgławice i galaktyki.

Światłosiła - określa się tak stosunek średnicy soczewki lub lustra do jej ogniskowej. Jest jednym z najistotniejszych parametrów teleskopów. W praktyce teleskopy o światłosile mniejszej niż f/8 określane są jako jasne, zaś te powyżej f/12 jako ciemne.

Teleskop - układ optyczny składający się z części i zespołów biorących udział w powstawaniu przybliżonego - powiększonego obrazu optycznego obiektów na sferze niebieskiej. Generalnie wyróżniamy dwa typy. Teleskop z obiektywem skonstruowanym z soczewek - tzw. Refraktor, oraz teleskop którego obiektyw jest zwierciadłem - tzw. Reflektor.

Współczynnik załamania - w próżni i w powietrzu światło rozchodzi się z prędkością 300000 km/sek. W innych środowiskach ma mniejszą prędkość, np. w szkle zwykłym ok. 200000 km/sek., w wodzie 225000 km/sek. Współczynnikiem załamania jest więc stosunek prędkości światła w jednym środowisku (próżnia) do prędkości w drugim środowisku (np. szkło). Znając prędkość światła w danym materiale, możemy obliczyć:

n = c / v

gdzie:
     n - współczynnik załamania;

     c - prędkość światła w próżni;

     v - prędkość światła w danym materiale.

Po przekształceniu powyższego wzoru możemy obliczyć, znając oczywiście współczynnik załamania np. soczewki, prędkość światła w materiale z jakiego jest wykonana ta soczewka.

Zwierciadło - zwierciadłem nazywamy gładką powierzchnię odbijającą. Jeśli powierzchnia odbijająca jest płaska to takie zwierciadło nazywamy - zwierciadłem płaskim. Z kolei jeśli powierzchnia odbijająca jest kulista (w praktyce jest wycinkiem kuli), mamy do czynienia ze zwierciadłem kulistym lub sferycznym. W zwierciadłach nie występuje aberracja chromatyczna gdyż światło nie przechodzi przez zwierciadło, lecz się odbija. Lustro jest typowym przykładem zwierciadła płaskiego... choć nie zawsze ;-).

Autor: Jarosław Pakieła
e-mail: jarbol@friko6.onet.pl