Telescopio

Curso de construcción de telescopios. SAFIR. UNAM.

Óptica

¿Como funciona el telescopio?
Espejos curvos y lentes convexos han sido usados desde tiempos muy remotos para concentrar la luz que nos llega del sol y así crear fuego; como es el caso de un lente de rocas cristalinas encontrado en excavaciones en Nimrud, ciudad real de los asirios. Los escritos más antiguos conocidos acerca de laluz tienen que ver con la refracción; desviamiento de los haces de luz al atravesar un líquido o un vidrio, y con la reflexión; rebote de un haz de luz al encontrarse con una superficie lisa como un espejo.

Antes de poder comprender el funcionamiento básico de un telescopio, es necesario conocer cierta terminología. Los telescopios se dividen en dos tipos; refractores, que su funcionamiento sebasa en el uso de lentes exclusivamente Figura 1.1; y reflectores que utilizan un espejo para concentrar la luz; a su vez ambos tipos se dividen en diferentes modelos, Figura 1.2. El componente óptico principal de un telescopio, si es refractor se conoce como objetivo o si es reflector como espejo primario. En los telescopios
Sociedad Astronómica de la Facultad de Ingeniería.

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reflectores, el espejo más pequeño que hace converger la luz, se conoce como diagonal o simplemente como secundario.

Figura 1.2 Telescopios Reflectores: Cuatro de los más populares diseños ópticos, (a) foco Newtoniano, (b) foco primario, (c)foco Cassegrain y (d)foco Coudé. La apertura de un telescopio es el diámetro del haz de luz que entra enél, que eventualmente llega al punto de observación (foco). La apertura es normalmente del mismo diámetro que el objetivo o espejo primario del telescopio. La distancia entre el objetivo o el espejo primario y su foco es conocida como la distancia focal (f). La forma curva de las superficies ópticas determina la distancia focal, Figura 1.3. Una notación compacta y muy recurrente para describir ladistancia focal de un telescopio es la razón que existe entre la distancia focal y el diámetro del telescopio, que se expresa como f/(número de la razón). Por ejemplo un telescopio de 15 cm de apertura y una distancia focal de 120 cm, tiene una razón focal de 8 y su espejo es f/8.

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Figura 1.3 Focos y distancias focales: un lente convergente (a) o un espejo cóncavo (b) causan que los haces paralelos de luz converjan al foco. Los astrónomos usan combinaciones de pequeños lentes para examinar la imagen que se forma en los telescopios. Estos lentes, son acoplados en elementos metálicos, y se denominan por el nombre de oculares. Los oculares son intercambiables, segúnlas necesidades del observador. Los telescopios modernos que se usan con fines de investigación no utilizan oculares simples, sino que son arreglos muy complejos de lentes, electrónica y piezas mecánicas, que por lo general ya no se denominan oculares, pueden ser: espectógrafos, fotómetros, cámaras CCD (Charge Coupled Device), etcétera (Figura 1.4). Este tipo de instrumentos tienen relaciones muyconcretas de distancias focales.

Figura 1.4 (a) oculares comerciales para telescopios pequeños; (b) equipo CCD. La pupila de nuestro ojo puede variar de dimensión de 5 a 7 mm, cuando uno se asoma por un telescopio, directamente por su ocular, y el diámetro de la pupila de salida del telescopio es mayor a este intervalo, el ojo no capta toda la luz. La magnificación, en el caso de telescopios queusan oculares simples para la visualización de objetos celestes, se da por la simple razón que existe entre la distancia focal del telescopio (en su objetivo o espejo primario) y la distancia focal de su ocular. Al ser los oculares intercambiables, se pueden lograr varias magnificaciones con el mismo telescopio. Un dato interesante de los componentes ópticos (lentes y espejos), es que tienen...