Među prvim stvarima koje čovek nauči o teleskopima je da se oni dele na dve osnovne vrste: refraktore i reflektore. 

r vs r

Refraktori koriste isključivo sočiva za formiranje slike, dok reflektori koriste isključivo ogledala (teleskopi koji za formiranje slike koriste i sočiva i ogledala - vrlo popularni u poslednjih par decenija - nazivaju se "katadioptrici" i po optičkim osobinama su obično bliži reflektorima). Vrlo je rašireno mišljenje da refraktori generalno imaju bolji kvalitet slike, što naročito dolazi do izražaja pri posmatranju objekata sa niskim kontrastom, kao što su planete. Da li je ovo istina? Ako jeste, zbog čega, i u kolikoj meri? To su pitanja na koja će ovaj članak pokušati da odgovori. 

R e f r a k t o r i 

refraktor

Refraktori se dele na dve osnovne grupe: ahromate i apohromate. Jedina ozbiljna aberacija u oba slučaja je hromatizam, do koga dolazi zbog toga što sočiva prelamaju i fokusiraju različite talasne dužine svetlosti (boje) različito što, iznad određenog nivoa, dovodi do primetnog pogoršanja kvaliteta slike. Što je veća relativna apertura (otvor, prečnik objektiva) teleskopa D/f (apertura/žižna daljina) to je hromatizam više izražen. Dakle, za bilo koji određeni otvor objektiva "D" postoji žižna daljina ispod koje pogoršanje kvaliteta slike izazvano hromatizmom postaje neprihvatljivo. Za ahromate, ova granična žižna daljina je data sa f~D^2/8 (za otvor objektiva "D" u milimetrima). Ovaj nivo hromatizma grubo odgovara pogoršanju slike izazvanom 1/4 talasa sferne aberacije. Nivo hromatizma na kome njegov uticaj na kvalitet slike postaje zanemarljiv u slučaju ahromata je za žižne daljine od f~D^2/5 i veće. Apohromati imaju znatno niži nivo hromatizma, tako da je nivo ove aberacije zanemarljiv za 2-4 puta kraće žižne daljine nego u slučaju ahromata. 

aberacija - prelamanje svetlosti. Kod refraktora (objektiv je socivo) postoji hromatska aberacija koja nastaje kada se svetlost razlicite talasne duzine fokusira na razlicitoj razdaljini od sociva (svaka boja ima drugaciju ziznu daljinu), a sto se manifestuje u vidu slike cije se ivice "razlivaju" u dugin spektar.  Sferna aberacija nastaje usled nejednakog prelamanja svetlosnih zraka na razlicitoj udaljenosti od opticke ose (crtez).

ahromat - specijalna vrsta sociva napravljena od dve vrste stakla "kron" i "flint" koja se lepe i cine socivo, pri cemu se hromatska aberacija kroz jednu vrstu stakla ponistava aberacijom druge vrste stakla tako da slika nema "dugin oreol"

 

Sa minimalnom žižnom daljinom određenom prihvatljivim nivoom hromatizma, refraktori neizbežno imaju duge tubuse, i to duže što je veći otvor objektiva. Dužina tubusa postavlja granicu za veličinu objektiva, iznad koje instrument postaje suviše glomazan i nepraktičan za upotrebu. Iz gornjih formula proizilazi da je praktična granica za ahromat sa prihvatljivim nivoom hromatizma oko 110 mm f/14, dok je za apohromat oko 160 mm f/8. Naravno, refraktori se izrađuju i sa kraćim žižnim daljinama i višim nivoom hromatizma, ali po cenu srazmerno nižeg kvaliteta slike. 

Prema tome, prvi uslov da refraktor opravda svoj ugled "oka sokolovog" je da ima prihvatljivo mali ili, još bolje, zanemarljiv nivo hromatizma. Ovo omogućava da do izražaja dođu prednosti refraktora: (1) odsustvo centralne opstrukcije i (2) manja osetljivost refraktivne površine na greške u izradi i deformacije optičkih površina. Dok je prednost odsustvo centralne opstrukcije to što se rasipanje svetlosti izazvano difrakcijom održava na najnižem mogućem, relativna neosetljivost refraktivne površine na nepravilnosti i deformacije ima više dobrih posledica. Jedna je da figura optičke površine sočiva ne mora da bude tako precizno izrađena kao kod reflektivne površine da bi proizvele određeni nivo kvaliteta slike. Drugi je da mikroskopske nepravilnosti na površini sočiva izazivaju oko četiri puta manje rasipanje svetlosti nego što je to slučaj kod reflektivnih površina. Treća je da deformacije optičke površine sočiva izazvane termalnim skupljanjem i širenjem stakla takođe imaju bitno manji uticaj na kvalitet slike refraktora. Četvrta ju da odstupanje od idealnog položaja sočiva objektiva refraktora jednog prema drugom, kao i prema osi fokusera, takođe znatno manje pogoršava kvalitet slike, nego što je to slučaj sa ogledalima. Kada se ovom doda jednostavan i efikasan sistem dijafragmi koje u refraktoru blokiraju neželjenu indirektnu svetlost, stiče se prilično jasna slika zbog čega je slika u refraktorima oštrija nego u reflektorima. 

Još jedan bitan činilac oštrine slike u teleskopu je uticaj atmosfere. Ovaj uticaj raste sa porastom aperture, što favorizuje refraktore koji su hromatizmom i zahtevima praktičnosti ograničeni na manje aperture. Sa druge strane, može se reći da je ovo ograničenje u veličini aperture mnogo više nedostatak nego prednost za refraktore, zato što direktno ograničava kako količinu svetlosti dostupne refraktorima, tako i njihovu razdvojnu moć.

U nastavku: 

REFLEKTORI


Dodaj komentar


ŠTA DA GLEDAM?
 
KARTE NEBA
wikisky
KORISNO
Mere - Koliki ugao nebeske sfere zauzima ispružena šaka