I TELESCOPI

Principi di funzionamento, storia e caratteristiche costruttive

Funzionamento di un telescopio• Il telescopio concentra un flusso luminoso

in una zona più ristretta, permettendo la percezione di oggetti altrimenti troppo poco luminosi.

• La “potenza” di un telescopio dipende esclusivamente dal suo diametro.

Funzionamento di un telescopio

• L’ingrandimento ha la funzione “secondaria” di permettere la percezione di dettagli al di sotto del potere di risoluzione dell’occhio

• Per concentrare un flusso luminoso si sfruttano le proprietà di rifrazione e/o di riflessione della luce

La rifrazione• Un raggio luminoso passando da un mezzo

trasparente ad un altro, subisce una deviazione di traiettoria la cui entità dipende dalla natura dei materiali attraversati e dall’angolo con cui il raggio incide sulla superficie

Il tipico elemento ottico che sfrutta il principio di rifrazione

La lente

• Una superficie la cui rugosità è inferiore alla lunghezza d’onda della luce, riflette un raggio luminoso con un angolo pari a quello incidente

La riflessione

Lo specchio concavo

Uno specchio concavo può concentrare raggi paralleli tra loro, in un unico punto detto fuoco.

I rifrattori

• L’evoluzione storica dei telescopi a lente e l’aberrazione cromatica: telescopi cromatici, acromatici e apocromatici

I rifrattori

GLI INIZI:

• 1608: Jan Lippershey, un occhialaio olandese, inventa il cannocchiale: esso è formato da una lente frontale convergente e da un oculare di tipo divergente

I rifrattori

• 1609: Galileo Galilei (1564-1642) riesce a costruire una riproduzione del cannocchiale di Lippershey ed inizia ad osservare il cielo

I rifrattori

• Keplero apporta una modifica sostanziale al cannocchiale (1611)

I rifrattori• Johannes Hevelius (1611-1687) costruisce

rifrattori di lunghezza enorme. Allungando la focale delle lenti contiene l’aberrazione cromatica e l’aberrazione sferica. Il più grande sarà lungo 50 metri!

I rifrattori

• 1733: Chester Moor Hall progetta l’obiettivo acromatico, unendo vetri di potere rifrattivo diversi (crown e flint)

• Joseph Fraunhofer (1787-1826) rivoluziona i rifrattori, riuscendo ad ottenere obiettivi acromatici di notevole diametro e precisione

I rifrattori• Alvan Clark diventa il costruttore dei

rifrattori più grossi al mondo. Tuttora suo il record: diametro 102 cm (1897)

• La nascita di veri obiettivi apocromatici avviene solo all’inizio del 1900.

• L’avvento delle macchine a CN e la possibilità di costruzione di vetri a bassa dispersione, permette ora la costruzione di obiettivi perfetti (ma dai costi esorbitanti)

I riflettori

• Isaac Newton (1643-1727), convinto dell’impossibilità di eliminare l’aberrazione cromatica dai rifrattori, costruisce un telescopio a specchio

Schema Newton

I riflettori

• 1672: il francese Cassegrain propone un telescopio riflettore con specchio primario concavo e secondario convesso

I riflettori

• I progetti Newton, Cassegrain e Gregory sono ottimi “sulla carta” ma in pratica non riescono a competere con i rifrattori.

• John Hadley (1682-1744) costruisce il primo riflettore di tipo Newton con specchio in “speculum” (SnCu4). Le prestazioni eguagliano quelle di un rifrattore Huygens lungo 35metri.

I riflettori

• William Herschel (1738-1822) scopre Urano nel 1781 con un riflettore. Costruisce i primi riflettori di grande diametro (30, 46 e 122 cm)

I riflettori

• L’invenzione del rifrattore acromatico rallenta la diffusione dei riflettori

• 1855: Liebig, chimico tedesco, inventa l’argentatura del vetro, lo “speculum” viene abbandonato definitivamente e l’era dei riflettori può avere inizio

Altri schemi ottici

• Oltre ai telescopi rifrattori e ai riflettori esistono i catadiottrici.

• Maksutov-Newton

• Schmidt-Cassegrain

La montatura

• Montature e sistemi di riferimento:

montature azimutali ed equatoriali

Montature azimutali

Montature equatoriali• alla tedesca• all’inglese• a forcella

I grandi telescopi professionaliIl Keck di Mauna Kea (Hawaii): il telescopio più grande del mondo

Very Large Telescope dell’European Southern Observatory

Cerro Paranal deserto Atacama, Cile

Il Telescopio Nazionale Galileo

(Las Palmas, isole Canarie)

Hubble Space Telescope

Grazie per l’attenzione