O telescópio ótico é um instrumento que permite estender a capacidade dos olhos humanos de observar e mensurar objetos longínquos. Permite ampliar a capacidade de enxergar longe, como seu nome indica, do Grego "tele" = longe + "scopio" = observar, através da coleta da luz dos objetos distantes, da focalização dos raios de luz coletados em uma imagem ótica real e sua ampliação geométrica.
Os principais tipos de telescópios com relação à ótica utilizada são: telescópio refrator, telescópio refletor e telescópio catadióptrico.
O telescópio refrator, também chamado de luneta, é um aparelho que utiliza uma lente convergente na função de elemento primário de captura da luz ou objetiva. Este tipo de telescópio forma uma imagem final invertida.
O telescópio refletor, também conhecido como Newtoniano, usa uma combinação de espelhos curvos e planos para refletir a luz e formar uma imagem. Um espelho primário esférico côncavo é o elemento ótico básico do telescópio refletor. Um espelho secundário plano reflete a luz para o plano focal no lado do topo do tubo do telescópio. É um dos designs mais simples e baratos, e é popular entre amadores e projetos feitos em casa.
O telescópio catadióptrico emprega ambos elementos, espelho e lente, resultando em uma configuração que proporciona telescópios pequenos e portáteis e com ótimo poder de ampliação. Os tipos mais comuns de catadióptricos são Cassegrain, Schmidt-Cassegrain e Maksutov-Cassegrain.
A ótica de um telescópio é composta por duas partes básicas, a objetiva que pode ser uma lente ou espelho ou combinação de ambos, que ficam direcionados para o objeto da observação, e a ocular que é uma lente ou grupo de lentes que tem a função de levar a imagem da objetiva aos olhos.
A montagem de um telescópio deve ser firme e estável e permitir movimentos suaves e facilidade de posicionamento em qualquer parte do céu. Há dois tipos básicos de montagem, a altazimutal e a equatorial.
A montagem altazimutal, mais simples e conhecida como montagem Dobsoniana, proporciona um movimento de rotação da base com eixo perpendicular ao solo, para o azimute, e o movimento basculante do tubo do telescópio, para a altura.
A montagem equatorial, mais complexa e requer posicionamento correto, sendo que um dos eixos de movimentação deve ficar paralelo com o eixo de rotação da Terra, assim é possível atuando apenas em um dos controles acompanhar a trajetória do objeto no céu.
As características óticas básicas dos telescópios são o diâmetro da objetiva (D), a distância focal (f), a razão de abertura (F), o aumento (A), a pupila de saída (E), o poder de resolução (q), a magnitude limite (M) e o campo visual (C).
O diâmetro da objetiva ou abertura do telescópio é a medida do diâmetro da lente ou do espelho principal e é dada em milímetros. É a característica mais importante. Esta medida também nos dá o aumento máximo do telescópio que é 2,4 vezes o diâmetro.
A distância focal é a distância entre a lente ou espelho e o ponto focal, que é o ponto onde os raios de luz que incidem na óptica convergem. É dada em milímetros.
A razão de abertura ou razão focal determina a quantidade de luz que o instrumento será capaz de capturar e é a distância focal da objetiva dividida pelo seu diâmetro (F = f/D). Pode-se dizer que é a segunda característica mais importante. Para observação de objetos de pouca luminosidade é necessária uma abertura maior. Em geral quanto maior a relação focal melhor será a observação de objetos muito distantes.
O aumento é dado, em vezes, pela divisão da distância focal da objetiva pela distância focal da ocular (A = f/f').
A pupila de saída é o tamanho da imagem de saída, em milímetros, e é dada pela divisão do diâmetro da objetiva pelo aumento (E = D/A) ou pela divisão da distância focal da ocular pela razão de abertura (E = f'/F). No olho humano o diâmetro da pupila é cerca de 6mm quando dilatada (em ambiente escuro) e 2mm em ambiente claro, assim, a imagem gerada pelo telescópio terá um melhor aproveitamento quando for próxima ao diâmetro da pupila dos olhos.
O poder de resolução é o poder separador do telescópio e determina a mínima separação angular entre dois objetos, em segundos de arco, para que estes possam ser visualizados com o instrumento. A resolução é dada por q = 120/D.
A magnitude limite indica o menor brilho (maior valor de magnitude aparente) que um telescópio pode captar. Podemos calcular usando a seguinte fórmula: M = 7.1 + 5(log D). Obs: diâmetro da objetiva do telescópio em cm.
O campo visual representa a área aparente do céu que vemos pelo telescópio. Quanto menor o aumento do telescópio maior será o campo visual. O campo visual, em graus, pode ser obtido com a divisão do campo da ocular pelo aumento (C = O/A).
As características fixas do telescópio, ou seja, as quais não poderão ser alteradas durante a observação são as características da objetiva (diâmetro, distância focal e razão) que por sua vez influenciam no poder de resolução e na magnitude limite. Todas as outras características, que dependem da ocular, tornam-se variáveis pois nos telescópios é possível a troca da ocular.
As escolhas do tipo, da montagem e das características óticas de um telescópio dependem da aplicação e do tipo de observação. Por exemplo, para a observação de objetos celestes distantes, com magnitude baixa ou muito próximos em ângulo, recomenda-se um maior diâmetro para a objetiva. Se deseja acompanhar o movimento do astro, para fotografia por exemplo, recomenda-se um com montagem equatorial. Se a necessidade é um equipamento curto, deve-se optar por um com distância focal baixa ou, melhor ainda, do tipo catadióptrico. Na escolha do telescópio nunca se deve valorizar somente o aumento, pois em qualquer tipo de telescópio, quanto maior for a abertura (diâmetro) mais você verá.
Os principais tipos de telescópios com relação à ótica utilizada são: telescópio refrator, telescópio refletor e telescópio catadióptrico.
O telescópio refrator, também chamado de luneta, é um aparelho que utiliza uma lente convergente na função de elemento primário de captura da luz ou objetiva. Este tipo de telescópio forma uma imagem final invertida.
O telescópio refletor, também conhecido como Newtoniano, usa uma combinação de espelhos curvos e planos para refletir a luz e formar uma imagem. Um espelho primário esférico côncavo é o elemento ótico básico do telescópio refletor. Um espelho secundário plano reflete a luz para o plano focal no lado do topo do tubo do telescópio. É um dos designs mais simples e baratos, e é popular entre amadores e projetos feitos em casa.
O telescópio catadióptrico emprega ambos elementos, espelho e lente, resultando em uma configuração que proporciona telescópios pequenos e portáteis e com ótimo poder de ampliação. Os tipos mais comuns de catadióptricos são Cassegrain, Schmidt-Cassegrain e Maksutov-Cassegrain.
A ótica de um telescópio é composta por duas partes básicas, a objetiva que pode ser uma lente ou espelho ou combinação de ambos, que ficam direcionados para o objeto da observação, e a ocular que é uma lente ou grupo de lentes que tem a função de levar a imagem da objetiva aos olhos.
A montagem de um telescópio deve ser firme e estável e permitir movimentos suaves e facilidade de posicionamento em qualquer parte do céu. Há dois tipos básicos de montagem, a altazimutal e a equatorial.
A montagem altazimutal, mais simples e conhecida como montagem Dobsoniana, proporciona um movimento de rotação da base com eixo perpendicular ao solo, para o azimute, e o movimento basculante do tubo do telescópio, para a altura.
A montagem equatorial, mais complexa e requer posicionamento correto, sendo que um dos eixos de movimentação deve ficar paralelo com o eixo de rotação da Terra, assim é possível atuando apenas em um dos controles acompanhar a trajetória do objeto no céu.
As características óticas básicas dos telescópios são o diâmetro da objetiva (D), a distância focal (f), a razão de abertura (F), o aumento (A), a pupila de saída (E), o poder de resolução (q), a magnitude limite (M) e o campo visual (C).
O diâmetro da objetiva ou abertura do telescópio é a medida do diâmetro da lente ou do espelho principal e é dada em milímetros. É a característica mais importante. Esta medida também nos dá o aumento máximo do telescópio que é 2,4 vezes o diâmetro.
A distância focal é a distância entre a lente ou espelho e o ponto focal, que é o ponto onde os raios de luz que incidem na óptica convergem. É dada em milímetros.
A razão de abertura ou razão focal determina a quantidade de luz que o instrumento será capaz de capturar e é a distância focal da objetiva dividida pelo seu diâmetro (F = f/D). Pode-se dizer que é a segunda característica mais importante. Para observação de objetos de pouca luminosidade é necessária uma abertura maior. Em geral quanto maior a relação focal melhor será a observação de objetos muito distantes.
O aumento é dado, em vezes, pela divisão da distância focal da objetiva pela distância focal da ocular (A = f/f').
A pupila de saída é o tamanho da imagem de saída, em milímetros, e é dada pela divisão do diâmetro da objetiva pelo aumento (E = D/A) ou pela divisão da distância focal da ocular pela razão de abertura (E = f'/F). No olho humano o diâmetro da pupila é cerca de 6mm quando dilatada (em ambiente escuro) e 2mm em ambiente claro, assim, a imagem gerada pelo telescópio terá um melhor aproveitamento quando for próxima ao diâmetro da pupila dos olhos.
O poder de resolução é o poder separador do telescópio e determina a mínima separação angular entre dois objetos, em segundos de arco, para que estes possam ser visualizados com o instrumento. A resolução é dada por q = 120/D.
A magnitude limite indica o menor brilho (maior valor de magnitude aparente) que um telescópio pode captar. Podemos calcular usando a seguinte fórmula: M = 7.1 + 5(log D). Obs: diâmetro da objetiva do telescópio em cm.
O campo visual representa a área aparente do céu que vemos pelo telescópio. Quanto menor o aumento do telescópio maior será o campo visual. O campo visual, em graus, pode ser obtido com a divisão do campo da ocular pelo aumento (C = O/A).
As características fixas do telescópio, ou seja, as quais não poderão ser alteradas durante a observação são as características da objetiva (diâmetro, distância focal e razão) que por sua vez influenciam no poder de resolução e na magnitude limite. Todas as outras características, que dependem da ocular, tornam-se variáveis pois nos telescópios é possível a troca da ocular.
As escolhas do tipo, da montagem e das características óticas de um telescópio dependem da aplicação e do tipo de observação. Por exemplo, para a observação de objetos celestes distantes, com magnitude baixa ou muito próximos em ângulo, recomenda-se um maior diâmetro para a objetiva. Se deseja acompanhar o movimento do astro, para fotografia por exemplo, recomenda-se um com montagem equatorial. Se a necessidade é um equipamento curto, deve-se optar por um com distância focal baixa ou, melhor ainda, do tipo catadióptrico. Na escolha do telescópio nunca se deve valorizar somente o aumento, pois em qualquer tipo de telescópio, quanto maior for a abertura (diâmetro) mais você verá.
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