Tähtitiede:reflektori

From Tieteen termipankki
Jump to: navigation, search

reflektori | peilikaukoputki

Peilikaukoputken fokusvaihtoehtoja: pää- eli primäärifokus, Newton-fokus, Cassegrain-fokus ja coudé-fokus. Kuvan coudé-ratkaisulla ei voida havaita lähelle taivaannapaa.
reflektori
peilikaukoputki
Explanation Yleisin kaukoputkityyppi astrofysikaalisessa tutkimuksessa on peilikaukoputki eli reflektori. Valon keräämiseen siinä käytetään ohuella alumiinikalvolla päällystettyä peiliä, joka on yleensä paraboloidi. Paraboloidin muotoisen peilin akselin suuntaiset valonsäteet kohdistuvat kaikki samaan polttopisteeseen, johon muodostunutta kuvaa tarkastellaan okulaarilla, tai johon sijoitetaan jokin mittalaite. Peilikaukoputken tärkeä etu on, ettei väriaberraatiota ole lainkaan, vaan kaikki aallonpituudet heijastuvat samaan polttopisteeseen.

Kaikkein suurimmissa kaukoputkissa voi havaitsija laitteineen asettua kaukoputken sisään pää- eli primäärifokukseen ilman että hän peittää liikaa peilille tulevaa valoa. Havaitsijaa varten fokuksessa on erityinen häkki. Pienemmissä kaukoputkissa tämä ei käy päinsä, vaan kuvaa täytyy tarkastella putken ulkopuolelta. Ensimmäisen peilikaukoputken rakentaja Newton ohjasi pienen tasopeilin avulla valon suorassa kulmassa ulos kaukoputken kyljestä. Tähän muodostuvaa polttopistettä sanotaan Newton-fokukseksi, ja sitä käytettäessä aukkosuhde on f/3 .. f/10.

Toinen mahdollisuus on porata pääpeilin keskelle reikä, jonne kohteen valo heijastuu putken yläpäässä olevan hyperbolisen sekundääripeilin kautta. Tätä järjestelmää sanotaan Cassegrain-systeemiksi (f/8 .. f/15). Cassegrain-teleskoopin tehollinen eli efektiivinen polttoväli määräytyy apupeilin paikan ja kuperuuden perusteella. Se on yleensä paljon suurempi kuin pääpeilin polttoväli. Näin kaukoputkesta saadaan pitkästä polttovälistä huolimatta ulkomitoiltaan lyhyt. Erityisen sopiva Cassegrain-teleskooppi on spektrografisia ja valosähköisiä ym. instrumentteja varten, koska laitteet on helppo asentaa sekundäärifokukseen, missä ne myös ovat vaivattomasti havaitsijan ulottuvilla.

Mutkikkaampaa järjestelyä edustaa coudé-järjestelmä, jossa useiden peilien avulla valo ohjataan kaukoputken akselien kautta kiinteään coudé-fokukseen, joka voi sijaita esimerkiksi erillisessä huoneessa kaukoputken lähellä. (Sana coudé on ranskan kielen verbin couder, taivuttaa mutkalle, partisiipin perfekti.) Polttoväli muodostuu tällöin hyvinkin pitkäksi ja aukkosuhde on f/30 .. f/40. Coudé-fokusta käytetään lähinnä tähtien yksityiskohtaisia spektrejä kuvattaessa, koska tällöin tarvittavat suurikokoiset spektrografit voidaan asentaa kiinteästi paikoilleen ja lämpötila voidaan pitää tarkasti vakiona. Varjopuolena coudé-fokuksessa on se, että usean peilin kautta tapahtuvissa heijastuksissa menee paljon valoa hukkaan. Aluminoidun peilin heijastuskerroin on noin 0.8, joten esimerkiksi viiden peilin coudé-järjestelmässä (pää- ja apupeili mukaan luettuna) enää 0.85 = 30 % valosta pääsee perille.

Atsimutaalisesti pystytetyssä kaukoputkessa apupeilistä heijastuva valo voidaan ohjata yhdellä tasopeilillä vaaka-akselin päässä sijaitsevaan Nasmyth-fokukseen.

Peilikaukoputkellakin on oma kuvausvirheensä, koma, joka syntyy kaukana optisesta akselista olevien kohteiden kuviin. Niistä tulevat valonsäteet eivät nimittäin enää heijastu samaan pisteeseen, vaan muodostavat pyrstötähtimäisen kuvion. Niinpä klassisella peilikaukoputkella, jossa on paraboloidin muotoinen pääpeili, virheetön kuvakenttä on hyvin pieni. Koma rajoittaa käyttökelpoisen kuvakentän läpimitan kaukoputken aukkosuhteesta riippuen 2-20 kaariminuuttiin. Esimerkiksi Palomarin 5 metrin peiliteleskoopin käyttökelpoinen kenttä on läpimitaltaan noin 4', mikä vastaa 1/8 Kuun halkaisijasta.

Pientä kuvakenttää voi käytännössä suurentaa erilaisilla korjauslinsseillä, joilla saadaan noin 1° näkökenttä valokuvauslevyn suuruiselle alueelle (esimerkiksi 25 × 25 cm).

Peilikaukoputken ongelmia voidaan vähentää eri tavoin. Katadioptrisissa kaukoputkissa, joista tunnetuin on Schmidt-kamera, valo tulee kaukoputkeen ohuen korjauslasin lävitse.

Toinen tie klassisen peilikaukoputken koma-virheen voittamiseksi on käyttää monimutkaisempia peilipintoja. Ritchey-Chrétien-järjestelmässä sekä pääpeili että sekundääripeili ovat hyperboloideja, ja näin saadaan myös melko laaja käyttökelpoinen kuva-ala. Ritchey-Chrétien -optiikkaa käytetään useimmissa uusissa kaukoputkissa, ja sellainen on myös esimerkiksi Helsingin yliopiston Metsähovin observatorion 60 cm:n teleskoopissa ja La Palmalla sijaitsevassa yhteispohjoismaisessa 2.5 m:n NOT-teleskoopissa.

Equivalents

reflectorenglanti

Sources

Zubenelgenubi

References

Lähdeviittaus tähän sivuun:
Tieteen termipankki 15.10.2019: Tähtitiede:reflektori. (Tarkka osoite: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Tähtitiede:reflektori.)


Siirry tarkastelemaan sivun muokkaushistoriaa →