Svjetlost u teleskopu

Astronomski dalekozori, put svjetlosti, lom

(refrakcija)

Astronomski dalekozori Dalekozor - osnovni astronomski pribor za

prihvat svjetlosti od nebeskog objekta . Galileo Galilei – početkom 17.st. koristi

teleskop za astronomska opažanja ( planine na Mjesecu, pjege na Suncu, Jupiterovi mjeseci , ...)

Glavni dijelovi teleskopa – objektiv ( leća ili zrcalo ) i okular

Osnovne funkcije teleskopa

Od objekta sakupiti što veću količinu svjetlosne energije i time ostvariti što svjetliju sliku.

Povećati kut pod kojim se vidi slika objekta u odnosu na kut pod kojim se vidi objekt.

Što bolje razdvojiti slike bliskih nebeskih tijela.

Stvaranje slike u teleskopu

Svjetlost svjetlećeg objekta prikuplja objektiv ( leća ili zrcalo) teleskopa . Slika jako dalekog objekta nastaje u žarišnoj ravnini objektiva . Okularom se promatra tu sliku . Slika je uvećana .

Teleskop : a) refraktor , b) reflektor , c) katadiopter .

Osnovna svojstva dalekozora: - promjer objektiva - kutno povećanje - svjetlosna moć - veličina vidnog polja - razlučivanje

Opažanje samo okom i pomoću teleskopa

Teleskopom vidimo objekte uvećane , sjajnije i razmaknutije nego što ih vidimo samo okom .

Okulari

Objektivi

Slika u okularu

Tipovi teleskopa

Reflektor

Katadiopter

Refraktor

Tipovi teleskopa

Refraktori koriste leću kao objektiv za skupljanje

svjetlosti slika nastaje lomom (refrakcijom) na

površinama leće

Reflektori

koriste sferno zrcalo za skupljanje svjetlosti koja se odbija (reflektira) od njegove površine

zrcalo – je na dnu optičke cijevi zrake odbijene od zrcala dolaze do

dijagonalnog zrcala koje pod kutom od 90° odbija svjetlost do okulara na vrhu optičke

cijevi

Replika Newtonovog teleskopa

Katadiopteri za skupljanje svjetlosti koriste sustav leća i

zrcala ovisno o položajima leća i zrcala postoji

mnogo vrsta (Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Ritchey-Chretien... )

Najveći svjetski teleskopi su većinom katadiopteri

KATADIOPTERI

Zvjezdarnica Oton Kučera , Gimnazija Požega

Teleskop CELESTRON c8 – SP (XLT) Schmidt-Casagrain

Karakteristike : Tražilac 6x30 ( povećanje tražioca je 6x , a promjer

njegovog objektiva je 30 mm. )

Objektiv: F= 2032 mm , promjer D = 203 mm ( 8¨ ) , f/10

Barlov dodatak 2x

Okulari Plȍssel ( promjer : 31,7 mm = 1,25¨ ) :

f = 9 mm (Povećanje : 225,8 ) f = 15 mm (Povećanje : 135,5 ) f = 25 mm ( Povećanje : 81,3 ) f = 40 mm ( Povećanje : 50,8 )

 

ŠKOLSKI TELESKOPI

Teleskop se , gledajući u tražilac, usmjerava na zvijezdu tako da os cijevi usmjeri u nju .

Postava (montaža ) teleskopa :- ekvatorska ( ima polarnu i deklinacijsku osovinu)- azimutalna ( ima vertikalnu i horizontalnu osovinu )

Kvalitetni teleskopi imaju mehanizam za praćenje Zemljine vrtnje .

Pazi: Kada su osovine za položaj dalekozora učvršćene, ne smije se cijev zakretati silom, već samo vijcima za fino pomicanje.

Ne zaboravi staviti kapu na vrh teleskopske cijevi nakon promatranja!

Montaže teleskopa

Montaže teleskopa

NAJVEĆI TELESKOPI REFLEKTORI

Nazivteleskopa

Otvor Države koje susudjelovale ugradnji

Smještaj Zavr-šetakkonst-rukcije

Napomena

Velikidvogledniteleskop(LBT)

2 x 8,4 SAD, Italija,Njemačka

MountGrahamInternationalObservatory,Arizona, SAD

2007. Zrcalo sačaste izrade; aktivna i adaptivnaoptika, interferometrija

Južnoafričkiveliki teleskop(SALT)

11,1x9,8 m Južna Afrika,SAD, VelikaBritanija,Njemačka,Poljska, NoviZeland

South AfricanAstronomicalObservatory,Južna Afrika

2005. Segmentno zrcalo od identičnih šesterokutnihzrcala (ima ih 91). Konstrukcija ograničavaopažanja do 370 zenitne udaljenosti.

Velikikanarskiteleskop(GTC)

10,4 m Španjolska,Meksiko, SAD

Roque de losMuchachosObservatory,KanarskiOtoci

2006. Segmentno zrcalo od 36 manjih šesterokutnih,aktivna optika

Keck 1Keck 2Keckoviteleskopi

10m 10m SAD Mauna KeaObservatory,Havaji

1993.Keck11996.Keck2

Segmentno zrcalo od 36 manjih šesterokutnih,aktivna i adaptivna optika, interferometrija

Hobby-Eberlyteleskop(HET)

9,2 m SAD, Njemačka McDonaldObservatory,Teksas

1997. Segmentno zrcalo od identičnih šesterokutnihzrcala (ima ih 91). Fiksni nagib zrcala (550),slično SALT-u, ograničava opažanja, osnovnanamijena spektroskopija

Subaru (NLT) 8,3 m Japan Mauna KeaObservatory,Havaji

1999. Kompaktno zrcalo, aktivna optika

Vrlo velikiteleskop(VLT):

8,2 m8,2 m8,2 m8,2 m

Europskedržave članiceESO-a i Čile

ParanalObservatory,Čile

1998.1999.2000.2001.

Sustav četiri nezavisna reflektorska teleskopa smogućnošću interferometrije, aktivna iadaptivna optika

Gemini North

Gemini South

8,1 m8,1 m

SAD, VelikaBritanija,Kanada, Čile,Australija,Argentina,Brazil

Mauna KeaObservatory,Havaji

Cerro Pachón,Čile

1999.

2001.

Identični teleskopi na različitim lokacijama -dobra prekrivenost opažanja južnog i sjevernogneba. Aktivna i adaptivna optika

Multiple/Magnum MirrorTelescope(MMT)

6,5 m SAD FredLawrenceWhippleObservatory,Arizona, SAD

19871999.

Od 1977.-1997. teleskop radio s 6 pojedinačnihzrcala (odgovarajuća svjelosna moćkompaktnog zrcala od 4,5m), a od 2002.postavlja se zrcalo od 6,5m - aktivna iadaptivna optika

Magellan 1Magellan 2

6,5 m

6,5 m

SAD Las CampanasObservatory,Chile

2000.

2002.

Pojedinačni teleskopi koji s usporednimopažanjima obuhvaćaju veliko područje neba

Velikiazimutalniteleskop

6 m Rusija ZelenčukskajaKavkaz

1976. Problemi loše optike i temperaturne prilagodbeublaženi naknadno. Loša lokacija.

Veliki zenitniteleskop(LZT)

6 m Kanada,Francuska

Maple Ridge,BritanskaKolumbija

2003. Jeftina izvedba - tekuće (živa) sporo rotirajućezrcalo. Opaža zenitno područje

HaleTelescope

5 m SAD PalomarObservatory,Kalifornija

1948. Dodani suvremeni instrumenti, uključujući iadaptivnu optiku

Opservatorij Smještaj Dijametarleće

Žarišnadaljina

Godinaizrade

Napomena

OpservatorijYerkes

Williams Bay,Wisconsin, SAD

1,02 m 19,4 m 1897. Danas edukcijski i dijelomznanstveni programi

Švedski solarniteleskop,OpservatorijRoque de losMuchachos

La Palma,Kanarski Otoci

1 m 15 m 2002. Opažanja Suncavakuum teleskop;dodatnim zrcalima ostvarenaadaptivna optika;

Opservatorij Lick Mount Hamilton,California, SAD

0,91 m 17,6 m 1888. Svjetlosno onečišćenje reduciranoekološkom rasvjetom 1980-ih

Pariškiopservatorij

Meudon,Francuska

0,83 m +0,62 m

16,2 m 1891. Dvostruki teleskop - kupolaoštećena u nevremenu 1999.;renoviranje

AstrofizičkiopservatorijPotsdam

Potsdam,Njemačka

0,80 m +0,50 m

12,0 m 1899. Dvostruki teleskop - nedavnorenoviran kao znanstvenispomenik

Opservatorij Côted'Azur

Nice, Francuska 0,76 m 17,9 m 1888. Više ne djeluje kao znanstveniopservatorij

OpservatorijAllegheny

Pittsburgh,Pennsylvania,SAD

0,76 m 14,1 m 1914. 1985. zamijenjena leća objektiva sžarištem za crvenu svjetlost (ranijebilo za plavu); nebo neloše

KrljevskiopservatorijGreenwich

Greenwich,London,Engleska

0,71 m 8,5 m 1894. Danas ima edukcijski značaj

Najveći teleskopi refraktori

Nastavak :Najveći teleskopi reflektori

Hubbleov svemirski teleskop (HST)

• katadiopter tipa Ritchey- Chretien * u orbiti oko Zemlje• dugačak 11 m , širok 4,2 m i mase 11 t .* lansiran 1990. godine • ima dvije antene, kamere, spektrograf• energiju dobiva iz solarnih ploča• Hubbleov teleskop može razlučiti kut θ = 0,058˝.

Zanimljivost

Najveći teleskop na svijetu je europski Vrlo veliki teleskop (VLT) u Čileu, u pustinji Atacama. Čine ga četiri 8,2 m teleskopa - svaki milijardu puta snažniji od ljudskog oka. Povezani računalom, teleskopi skupe toliko svjetlosti koliko i jedno 16,4 m zrcalo. Kad se povežu s tri druga 1,8 m teleskopa Europskog južnog opservatorija (ESO), njima se može vidjeti mnogo pojedinosti na nebu (npr.: astronaut koji hoda Mjesečevom površinom).

Hrvatski znanstvenici Marin Getaldić (1568.-1626.)– izrađivao i izučavao velika udubljena

parabolična zrcala Ruđer Bošković (1711.-1787.)– izučavao pogrješke leća .

Marin Getaldić Ruđer Bošković

Prolaz svjetloski kroz atmosferu, valne duljine Svjetlost je dualne prirode – ima svojstva vala ali i

svojstva snopa grudica . Grudice zračenja nazivamo fotoni ( imaju i valnu duljinu ! ) .

Brzina fotona u vakuumu je c = 3·108 m·s-1 . Brzina fotona : c = λ·f . Energija fotona je : E = h ·f = h·c /λ (h = 6,655·10-34 J·s ; Planckova konstanta ) Fotoni se razlikuju po frekvenciji ( valnoj duljini,energiji ) . Svjetlost je dio spektra elektromagnetskog zračenja kojeg

čini : kozmičko zračenje , gama zračenje , rendgensko zračenje , ultraljubičasto zračenje, vidljiva svjetlost , infracrveno zračenje , mikro valovi , radio valovi .

Spektar elektromagnetskog zračenja

PUT SVJETLOSTI - Zrakopraznim prostorom, podalje od svemirskih masa , svjetlost se širi pravocrtno ( dokaz: sjene predmeta, pomrčine) .- Planete vidimo jer odbijaju svjetlost koju dobivaju od Sunca

( odbija se i od površine i od atmosfere planeta)- Zemlja – trećinu svjetlosti izravno odbija ( mračna Mjesečeva

strana – “pepeljasta svjetlost”)

Lom (refrakcija) svjetlosti Svjetlost promijeni smjer širenja kad prelazi iz jednog

sredstva u drugo . Na granici sredstava mijenja se brzina svjetlosti .

Kad svjetlost prelazi iz sredstva gdje ima veću brzinu (optički rjeđe) u sredstvo gdje je brzina manja (optički gušće) lomi se prema okomici.

Zakon loma : n1·sinα = n2·sinβ ( n-indeks loma , n = c/v )

- Pri širenju elektromagnetskog zračenja ono može biti više ili manje apsorbirano, može se od drugog sredstva odbiti ili lomiti pri prelasku u njega .- U prozirnom sredstvu različite boje svjetlosti imaju različite brzine tj. Indeks loma . Pojava se zove disperzija svjetlosti . Crvena svjetlost ima najveću brzinu , a ljubičasta najmanju . - Propusnost atmosfere ovisi o valnoj duljini zračenja (svjetlosti)- Prolazeći atmosferom različite gustoće ,svjetlost stalno skreće-Najmanje mijenja smjer zraka one zvijezde koja je blizu zenitu, najviše blizu horizontu

-Sunce viđeno u horizontu ustvari je ispod horizonta i ne bismo ga vidjeli da nema loma svjetlosti.

Večernji i jutarnji sumrak

Aberacija zvijezde

Aberacija zvijezde je prividan pomak zvijezde na nebeskoj sferi zbog slaganja gibanja Zemlje i zvijezdine svjetlosti. U vrijeme dok svjetlost prolazi uzduž teleskopa on se sa Zemljom giba poprečno.

Dnevna aberacija zvijezde nastaje zbog rotacije Zemlje , a njen iznos je 0,32˝.

Godišnja aberacija zvijezde nastaje zbog gibanja Zemlje oko Sunca. Najveći iznos godišnje aberacije zvijezde iznosi 20,5˝.

Albedo Albedo je mjera moći odbijanja

svjetlosti koju ima neka površina ili tijelo. To je omjer odbijenog i primljenog elektromagnetskog zračenja. Obično izražen kao postotak između 0% i 100%, ovo je značajan pojam u klimatologiji i astronomiji. Omjer ovisi o frekvenciji i upadnom kutu razmatranog zračenja; ako nije posebno navedeno, podrazumijeva se prosjek unutar spektra vidljive svjetlosti koja pada okomito na površinu. Albedo svježeg snijega je visok, do 90%. Površina oceana ima nizak albedo. Zemlja ima prosječan albedo od 37-39% dok je albedo Mjeseca oko 12%.. Planete prekrivene oblacima kao na primjer Venera (75%) i Jupiter (52%) imaju ekstremno visok albedo..

Zašto zvijezde titraju? Svjetlost koja dolazi od zvijezde nam je titrajuća zbog

turbulencija u atmosferi ( nemir- gibanje zraka i zračni vrtlozi ) .-scientilacija

Titranje je jače kada su zvijezde bliže horizontu. Zvijezdama se zbog disperzije svjetlosti vide sve dugine boje. Zato nam se mnoge od njih i čine tako lijepe!

Razlikujemo svjetlost koja dolazi od zvijezde od svjetlosti koja dolazi od planeta. Od zvijezda nam dolazi manji broj zraka svjetlosti , koje se neke skretanjem izgube, a s planeta mnogo zraka stiže istodobno pa se promjene u intenzitetu slabije uočava.

Wienov zakon Boja zvijezde ovisi o temperaturi zvijezde . Wienov zakon : λm· T = C λm – valna duljina svjetlosti na kojoj je zračenje najintenzivnije T - termodinamička temperatura (zvijezde) C = 2,898·10-3 m ·K 

Ozonske rupe Atmosfera nas štiti od mnogih opasnih elektromagnetskih zračenja

male valne duljine (rendgensko i ultraljubičasto zračenje ) . Atmosfera (ozon) ga apsorbira . Zbog razvoja nekih industrija ( rashladna tehnika sa freonom ,…) ozonski štit slabi . Nastaju “ozonske rupe” .

Kroz atmosferu dobro prolazi vidljiva svjetlost , malo ultraljubičastog i infracrvenog zračenja, te znatan dio radio-valnog zračenja .

Kristina Bišof , 2.B, šk.g. 2011./12.

Razmotri :

1. Što se vidi drugačije dalekozorom nego prostim okom ?2. Kako prepoznati da li gledamo planet ili zvijezdu ?3. Zašto noću ne vlada savršeni mrak ?4. Čemu služi tražilac teleskopa ?