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I difetti dell'ottica dei telescopi - Nozioni Base

fonte: AstroShop

 

Introduzione:

Non esistono telescopi o ottiche perfette che riproducano immagini senza aberrazioni o errori ottici. Il telescopio perfetto non esiste e anche l’occhio per quanto perfetto possa essere produce delle aberrazioni o errori visivi. Esistono comunque sistemi ottici che permettono di correggere determinate aberrazioni. Spetta all’osservatore decidere se accettare alcuni difetti oppure volere ottiche di alta definizione che si avvicinano il più possibile alla perfezione.

 

Vediamo quali sono le principali aberrazioni dei telescopi astronomici.

 

Aberrazione sferica

L’aberrazione sferica è un difetto che può verificarsi con telescopi composti sia con lenti che con specchi. Un raggio vicino all’asse viene rifratto o riflesso come un raggio lontano dall’asse. Per cui i diversi raggi hanno diversi piani o distanze focali. Nei telescopi con lenti o con gli specchi sferici l’aberrazione sferica si genera perché l’angolo di incidenza lontano dall’asse ottico è più ampio rispetto ad un angolo vicino all’asse ottico. Nel telescopio questa aberrazione produce un’immagine imprecisa. Il difetto si nota di più con le corte che con le lunghe focali. Le aberrazioni sferiche possono essere evitate con lenti asferiche o con specchi parabolici. In questo modo gli angoli di incidenza non sono così ampi ed i raggi vengono concentrati su un punto focale.

Quando è stato lanciato nello spazio il telescopio Hubble ci si è accorti che aveva un’aberrazione sferica e produceva immagini sfocate.

Al telescopio è stato pertanto aggiunto un "occhiale“ per correggere l‘errore.

 

Aberrazione cromatica

L’aberrazione cromatica è un'atro difetto che può verificarsi nei telescopi a lenti, ovvero rifrattori. La luce investe la lente e viene rifratta e genera l‘immagine. La luce blu viene rifratta maggiormente rispetto ad esempio alla luce rossa. Ciò significa che diverse lunghezze d’onda hanno diverse distanze focali. L’indice di rifrazione della luce blu è superiore a quello della luce rossa. In pratica, significa che nell’immagine di un oggetto la luce blu si trova spostata rispetto alla luce rossa. Di conseguenza, l’immagine è imprecisa. E non solo, perché si producono anche delle alterazioni cromatiche. In breve, diverse distanze d’immagine generano diverse immagini per ciascun colore. Il risultato sono le frange cromatiche. L’aberrazione cromatica può essere corretta con un’ottica acromatica. Dietro la lente positiva biconvessa viene collocata una lente negativa con maggiore dispersione (dispersione cromatica). In questo modo il difetto viene ridotto, anche se è ancora presente una leggera aberrazione. Questa aberrazione cromatica residua viene definita spettro secondario.

Anche questo spettro secondario può essere corretto aggiungendo un’ulteriore lente (in genere un’altra lente positiva).

Nei telescopi a specchi non si verificano aberrazioni cromatiche.

 

Coma

Il coma è un difetto che troviamo maggiormente nei newton ( riflettori ) generato principalmente dai raggi che cadono obliqui al di fuori dell’asse ottico. Spesso è dovuto all’interazione di aberrazione sferica ed astigmatismo. L’astigmatismo è una conseguenza dei raggi obliqui. Nell’immagine i raggi formano figure asimmetriche. Di conseguenza ai margini del campo visivo le stelle appaiono distorte come se fossero delle comete. Non possono essere messe a fuoco. Il coma è un difetto tipico dei telescopi con un grande diametro con rapporti di apertura da 1:4, 1:5 fino a 1:7. Si verifica in ottiche luminose adatte alla fotografia mentre i telescopi a lunga focale e con ridotto rapporto d’apertura (ad es. 1:10) sono meno soggetti a questo difetto. L’effetto di questo difetto può essere ridotto diaframmando lo strumento.

Per ottenere immagini ben definite con ottiche luminose si può utilizzare un correttore di coma.

 

 

Curvatura di campo

La curvatura di campo è in relazione all’astigmatismo dei raggi obliqui. L’immagine viene prodotta su una superficie ricurva per cui il centro ed i margini dell’immagine non possono essere contemporaneamente ben definiti. Per contrastare questo difetto si può diaframmare lo strumento.

 

Astigmatismo

L’astigmatismo in un telescopio è provocato dai raggi obliqui (astigmatismo dei raggi obliqui). Può anche essere provocato da deformazioni dello specchio. E‘ generalmente dovuto a due differenti curvature degli specchi o delle lenti che hanno differenti distanze focali. Un raggio appare perpendicolare rispetto ad un altro. Nei dischi di diffrazione l’astigmatismo si evidenzia con immagini allungate. Diaframmando il telescopio si può ridurre il difetto.

 

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