تلسکوپهای بازتابی: دریچهای به آسمان با آیینههای درخشان
نور چگونه در یک تلسکوپ بازتابی سفر میکند؟
برای درک کار این تلسکوپ، ابتدا باید با مفهوم بازتاب2 نور آشنا شویم. وقتی نور به یک سطح صیقلی و صاف برخورد میکند، مانند یک توپ که از زمین، پرتاب میشود و برمیگردد. این همان اتفاقی است که در آینهی معمولی اتاقتان میافتد. در تلسکوپ بازتابی، از آینهای استفاده میشود که سطح آن مانند یک کاسه، کمی گود است. به این نوع آینه، آینه مقعر3 میگویند.
آینه اصلی در انتهای لولهی تلسکوپ قرار دارد. نوری که از یک ستارهی دوردست میآید (که تقریباً موازی است) به این آینه برخورد میکند. شکل مقعر آینه باعث میشود تمام این پرتوهای نور در یک نقطهی خاص به نام کانون4 جمع شوند. در این نقطه، تصویر واضحی از آن ستاره تشکیل میشود. اما این کانون درون لوله قرار دارد و سر ما سر راه نیست؟ برای حل این مشکل، یک آینهی کوچک و تخت در مسیر نور قرار میدهند که نور متمرکز شده را به سمت چشمی5 در کنار لوله هدایت میکند. چشمی مانند یک ذرهبین عمل کرده و این تصویر را بزرگنمایی میکند تا بتوانیم آن را ببینیم.
انواع اصلی تلسکوپهای بازتابی: نیوتنی و کاسگرین
تلسکوپهای بازتابی در طراحیهای مختلفی ساخته میشوند، اما دو نوع آن بین منجمان آماتور بسیار محبوب است:
| نام طراحی | مخترع | نحوه هدایت نور به چشمی | ویژگیهای کلیدی |
|---|---|---|---|
| بازتابی نیوتنی7 | ایزاک نیوتن | با استفاده از یک آینه تخت ثانویه که نور را به کنار لوله هدایت میکند. | ساده و پرکاربرد. هزینه ساخت کم. برای شروع مناسب. |
| بازتابی کاسگرین8 | لورن کاسگرین | با استفاده از یک آینه محدب ثانویه که نور را از سوراخ مرکزی آینه اصلی به عقب برمیگرداند. | لوله کوتاهتر و قابل حملتر. اغلب گرانقیمتتر. مناسب عکاسی نجومی. |
در مدل نیوتنی، وقتی از پشت تلسکوپ نگاه میکنی، آینهی ثانویهی کوچک و تخت را میبینی که در مرکز لوله قرار گرفته و نور را به سمت چشمی که در کنار لوله است، میفرستد. این سادهترین و رایجترین نوع برای تازهکارهاست.
چرا تلسکوپ بازتابی بخریم؟ مزایا و معایب
هر وسیلهای نقاط قوت و ضعفی دارد. انتخاب بین تلسکوپ بازتابی و شکستی9 (که از عدسی استفاده میکند) به نیازهای شما بستگی دارد. در جدول زیر این موارد را مقایسه کردهایم:
| ویژگی | توضیح و مثال | نتیجه |
|---|---|---|
| مزیت: عدم وجود ابیراهی رنگی10 | عدسیها مانند منشور عمل میکنند و نور سفید را به رنگینکمان تجزیه میکنند که باعث هالهی رنگی دور تصویر میشود. آینه این مشکل را ندارد. | تصاویر واضح و بدون حاشیههای رنگی آزاردهنده، مخصوصاً در مشاهده سیارات روشن مانند مشتری. |
| مزیت: هزینه کمتر برای دهانه بزرگ | ساخت یک آینهی بزرگ شیشهای و روکشدار از ساخت یک عدسی بزرگ بیعیب، بسیار ارزانتر است. | با بودجهی محدود میتوانید تلسکوپی با دهانه بزرگتر بخرید و اجرام کمنور بیشتری ببینید. |
| عیب: نیاز به همخطسازی11 | آینههای اصلی و ثانویه باید دقیقاً در زاویه و موقعیت صحیح نسبت به هم قرار گیرند. ممکن است با جابجایی تلسکوپ، این تنظیم به هم بخورد. | نیاز به یادگیری و گاهی انجام تنظیمات دارد. اما برای مدلهای معمولی، این کار هر چند ماه یکبار انجام میشود. |
| عیب: باز و بسته بودن لوله | لولهی بسیاری از تلسکوپهای نیوتنی از یک طرف باز است (پشت آینه اصلی بسته است ولی جلوی آن سرباز است). | گرد و غبار میتواند روی آینه اصلی بنشیند و پس از چند سال نیاز به تمیز کردن حرفهای داشته باشد. |
از کجا شروع کنیم؟ راهنمای انتخاب و استفاده عملی
اگر پس از خواندن این مطالب به فکر خرید یک تلسکوپ بازتابی افتادهای، این بخش را بخوان! برای یک دانشآموز، یک تلسکوپ بازتابی نیوتنی با دهانه 4.5 یا 6 اینچ (حدود 114 یا 150 میلیمتر) انتخاب بسیار خوبی است. قیمت مناسبی دارند و میتوانی با آنها ماه، سیارات (حلقههای زحل و قمرهای مشتری را ببینی!) و حتی اجرام عمق آسمان مثل سحابی جبار12 را مشاهده کنی.
مثال عملی: فرض کن تلسکوپ 6 اینچی خریدهای. اولین هدف تو باید ماه باشد. آن را در آسمان پیدا کن. ابتدا از چشمی با بزرگنمایی کم (مثلاً 25 میلیمتری) استفاده کن. ماه را در مرکز میدان دید قرار بده. حالا چشمی را عوض کن و به سراغ چشمی با بزرگنمایی بیشتر (مثلاً 10 میلیمتری) برو. حالا میتوانی دهانههای آتشفشانی و رشتهکوههای روی ماه را با جزئیات خیرهکنندهای ببینی! یادت باشد همیشه رصد را از جایی دور از نور چراغهای خیابان شروع کنی.
برای بزرگنمایی از رابطه سادهای استفاده میکنیم: $ \text{بزرگنمایی} = \frac{\text{فاصله کانونی آینه اصلی}}{\text{فاصله کانونی چشمی}} $. اگر فاصله کانونی آینه اصلی تلسکوپ تو 750 میلیمتر و فاصله کانونی چشمی 25 میلیمتر باشد، بزرگنمایی تو $ \frac{750}{25} = 30x $ خواهد بود.
پرسشهای رایج برای تازهکارها
پاسخ: بله، اما با چند نکته. اولاً هرگز و تحت هیچ شرایطی به خورشید نگاه نکنی، زیرا باعث کوری فوری و دائمی میشود. برای مشاهده مناظر زمینی، تصویر وارونه نیست (به دلیل طراحی آینه ثانویه، معمولاً تصویر مستقیم است). اما تلسکوپ نجومی برای این کار بهینه نشده و ممکن است وضوح تصویر برای فاصلههای نزدیک کاملاً مناسب نباشد.
پاسخ: تا حد امکان کم! یک لایه نازک گرد و غبار تأثیر چندانی روی کیفیت تصویر ندارد. تمیز کردن نادرست و با دستمالهای معمولی، باعث خراشیدن روکش حساس آینه میشود. این کار را فقط زمانی انجام بده که واقعاً کثیفی محسوس است و ترجیحاً نزد فرد باتجربه یا با دستورالعملهای بسیار دقیق و استفاده از حلالهای مخصوص.
پاسخ: قلب تلسکوپ بازتابی یک آینه مقعر است که نور را جمع و بازتاب میدهد. قلب تلسکوپ شکستی یک عدسی (اغلب دو تایی برای کاهش ابیراهی) است که نور را میشکند و کانونی میکند. بازتابیها برای دهانههای بزرگتر مقرونبهصرفهترند و ابیراهی رنگی ندارند. شکستیها معمولاً نیاز به تنظیم کمتری دارند و لوله بستهشان از آینه در برابر گرد و غبار محافظت میکند، اما برای دهانههای بزرگ بسیار گران هستند.
پاورقی
1 تلسکوپ بازتابی (Reflecting Telescope یا Reflector)
2 بازتاب (Reflection)
3 آینه مقعر (Concave Mirror)
4 کانون (Focal Point)
5 چشمی (Eyepiece)
6 دهانه (Aperture)
7 بازتابی نیوتنی (Newtonian Reflector)
8 بازتابی کاسگرین (Cassegrain Reflector)
9 تلسکوپ شکستی (Refracting Telescope یا Refractor)
10 ابیراهی رنگی (Chromatic Aberration)
11 همخطسازی (Collimation)
12 سحابی جبار (Orion Nebula)
