Telescopio refractor

Marcas de Telescopios Refractores

¿Qué es el telescopio refractor?

Un telescopio refractor es un sistema óptico centrado, que capta imágenes de elementos lejanos usando un grupo de lentes en las que la luz se refracta. La refracción de la luz en la lente del propósito provoca que los rayos paralelos, que proceden de un elemento muy distanciado (en el infinito), converjan sobre un punto del chato focal. Esto facilita exhibir los elementos lejanos superiores y más brillantes.

Esta clase de telescopios son muy recurrentes en la astronomía para novatos apasionados y en algunos telescopios solares (para los que se utilizan filtros), y a lo largo de 300 años (entre 1600 y 1900 aproximadamente) se convirtieron en el primordial tipo de instrumento de trabajo de los más relevantes observatorios de todo el mundo. No obstante, hay indispensables adversidades técnicas que previenen hacer telescopios refractores de extensas dimensiones y de enorme apertura, puesto que resulta complicado realizar lentes servibles considerables y bastante ligeras para ser usadas como objetivos. Además, hay inconvenientes de calidad de la imagen gracias a pequeñas burbujas de aire atrapadas en el cristal de la lente primordial, y además, el material de la lente resulta opaco a ciertas longitudes de onda, por lo cual se pierde sensibilidad en ciertas secciones del espectro lumínico. La mayor parte de estos inconvenientes se resuelven usando un telescopio reflector.

El inconveniente de la aberraciones cromáticas se soluciona medianamente con lentes apocromáticas, aunque esta clase de telescopio tiene un alto precio.

Diseño básico (telescopio kepleriano)

El diseño básico de un telescopio refractor (conocido como telescopio kepleriano) se compone de una lente divergente (lupa) llamada propósito ubicada en el radical de un tubo y de otra lente divergente más chiquita ubicada en el radical contrario popular como ocular.La luz que viene de un elemento lejano influye con apariencia de rayos paralelos sobre la área del propósito y al atravesar el vidrio de este se refractan, oséa, los rayos paralelos se curvan y acaban cruzandose en un punto llamado foco.
La distancia entre la lente y el foco se conoce como distancia focal. De esta forma en el diagrama del telescopio kepleriano tenemos: la distancia focal del propósito y la distancia focal del ocular.

La rayos curvados procedentes del propósito, pasan por el foco y despues atraviesan el ocular emergiendo otra vez con apariencia de rayos paralelos y formando una imagen virtual del objeto visto con un tamaño más grande al visto a fácil vista.
El incremento de la imagen se calcula facilmente como la causa entre la Distancia focal del propósito y la distancia focal del ocular. Entre otras cosas, un telescopio cuya distancia focal del propósito sea 100 mm. Y la distancia focal del ocular sea de 5mm. proporcionará unos aumentos de :

Aumentos = Distancia focal Propósito / Distancia focal Ocular = 100 / 5 = 20 aumentos.

Esta es la causa por la que este diseño (telescopio kepleriano) no se usa en la construcción de telescopios refractores salvo que se intente telescopios de juguete o de mala calidad.

Refractores acrómaticos

La aberración cromática se produce porque los diferentes colores (distintas longitudes de onda) que conforman la luz que atraviesa la lente propósito se refractan de diferente forma, lo que hace que no se focalicen en el mismo punto.

Las longitudes de onda azules se focalizan antes que las verdes y estas antes que las rojas. La aberración cromática es más acusada cuanto más corta sea la distancia focal del propósito, por eso una manera de achicar la aberración cromática es usar objetivos con enormes distancias focales.

No obstante esta satisfacción no es la más impecable porque el telescopio final puede resultar considerables complicando de esta forma su manejabilidad

La forma de solucionar este inconveniente sin la necesidad de crear telescopios bastante largos fue con la utilización de los dobletes acromaticos, formados por dos lentes de vidrio de diferentes caracteristicas opticas ubicadas una ahora de la otra de forma que se compense las curvatura de las distintas longitudes de onda. Con esto se consigue que los diferentes colores se focalicen en el mismo punto.

De todos modos los dobletes acromaticos logran focalizar los colores rojo y azul aunque otras longitudes de onda como el verde sigue focalizandose en un punto sutilmente diferente. Sin embargo, se consigue achicar la aberración cromática de manera importante. La aberración cromatica residual es solamente perceptible por el ojo aunque si tiene la posibilidad de tener algún contraefecto en astrofotografía.

El doblete acromático se constituye de una lente convergente fabricada con un vidrio de baja consistencia (conocido como crown) y ahora una lente divergente fabricada con un vidrio de alta consistencia (conocida como flint).

Cuanto menor sea la consistencia (o dispersión) del vidrio crown más grande va a ser la rectificación de la aberración cromática residual (la distingue entre los focos verde y azul/rojo). De esta forma, varios telescopios recientes usan el llamado vidrio de extrabaja dispersion o vidrio ED para reducir la aberración cromática. El nivel de rectificación va a venir preciso por el valor del número de Abbe del vidrio ED, a más grande valor, mejor va a ser la rectificación final.

En los telescopios refractores acromáticos ámbas lentes del doblete acromático forman el propósito del telescopio.

Hay dos configuraciones del doblete : cementadas y espaciadas por aire. En la configuración cementada ámbas lentes estan juntas en contacto una con otra. En la otra configuración las lentes están separadas por aire (una división mínima, del tamaño de un sello de correos). La configuración cementada es más compacta pero la configuración con división de aire muestra menos coma ( otro tipo de aberración de la luz), que provoca que los elementos puntuales como las estrellas se vean con una pequeñísima cola (en forma de coma, de ahí su nombre) mas acusada según nos alejamos del centro del campo visual.

Refractores apocromáticos

Como dijimos previamente, el doblete acromático, consigue remover la aberración cromática en el rojo y el azul pero sigue estando una aberración residual en resto de longitudes de onda. Para hallar corregir la aberración además en el verde se recurre a los llamados tripletes apocromáticos, que constan de tres lentes en el propósito, una divergente con vidrio flint de alta consistencia, una convergente con vidrio crown de baja consistencia, y una divergente con vidrio de alta consistencia flint. Las lentes tienen la posibilidad de estar cementadas, con división de aire, o bien una conjunción de ambas)

La definición rigurosa de apocromatismo es la de aquel sistema óptico con la capacidad de llevar tres longitudes de onda a un mismo foco. Aunque en los refractores apocromáticos sigue quedando alguna aberración cromatica residual en su más grande parte es fuera de las longitudes de onda del rango visual, por lo cual un refractor apocromático de excelente calidad no debería enseñar aberración cromática importante alguna.

La coma se disminuye de manera importante, del orden de 3 a 4 ocasiones menor que en un refractor acromático, no obstante, la curvatura de campo en un triplete apocromatico es semejante al que muestra un doble acromático. Esto puede ser un inconveniente para hacer astrofotografía, pero puede corregirse facilmente por medio de la utilización de unos elementos opticos llamados aplanadores de campo.

Hay otras configuraciones de telescopios apocromaticos firmes en 4 lentes popular como cuadruplete Petzval. Esta compuesto por dos dobletes acromáticos. El primero, ubicado en la celda propósito. El segundo doblete hace el efecto corrector de cromatismo y aplanador del campo. Los diseños de cuadruplete estan libres de curvatura de campo.

Hay una variante del cuadruplete Petzval que es usado por los telescopios de la marca Takahashi en el que el segundo doblete esta completamente separado del primero y también los propios elementos del segundo doblete están separados entre sí. Esta clase de configuración de telescopio refractor es perfecto para hacer astrofotografía, desgraciadamente su alto precio lo hacen inaccesible para el aficionado medio.

 

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