Telescópios ópticos

 

Introdução

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Existem essencialmente dois tipos de telescópios ópticos: os refractores, em que a luz atravessa uma objectiva composta por uma ou mais lentes e é assim refractada em direcção a uma ocular, e os reflectores, em que um espelho côncavo substitui a objectiva nesta função, sendo assim a luz apenas reflectida.
Os telescópios refractores existem normalmente numa única configuração. Os telescópios refractores existem em diversas configurações.
 

Refractores

Binóculos

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Os binóculos são, como o próprio nome indica, compostos por duas oculares. Ao fim e ao cabo são dois pequenos telescópios refractores juntos de forma a que se possam usar os dois olhos. Possuem uma quantidade variável de prismas com 3 objectivos: endireitar a imagem, reduzir o comprimento dos tubos e diminuir a distância entre os dois tubos de forma a coincidir com a distância entre os dois olhos.

Os binóculos proporcionam uma grande largura do campo de visão com baixa amplificação. É o instrumento ideal para localizar estrelas ou planetas.
 

 

 

Refractor de Newton

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Tipo mais antigo de telescópio, é um sistema simples mas preciso. A imagem atravessa uma objectiva frontal composta por duas, três ou mais lentes e é concentrada na extremidade oposta onde se situa a ocular.
Não necessitam de ajustes de colimação, não têm qualquer obstrução frontal e proporcionam imagens precisas, com grande poder separador e contraste.

Vantagens:
  • Boa portabilidade (nomeadamente os modelos apocromáticos
  • O tubo fechado não permite a entrada de poeiras nem a formação de correntes de ar no interior
  • Não requerem colimação
  • Imagens precisas
  • Grande poder separador
Desvantagens:
  • Aberração cromática (nos modelos acromáticos)
  • Preços mais elevados para a mesma abertura
  • Abertura restrita (normalmente de 200mm)

  Para eliminar a aberração cromática constroem-se objectivas compostas por mais de duas lentes, por vezes em materiais como a fluorite. Estes telescópios chamam-se apocromáticos e são bastante mais caros.
Os telescópios refractores têm muitas vezes um pequeno espelho diagonal perto da ocular para facilitar a observação que tem no entanto o inconveniente de inverter a imagem horizontalmente. Como os refractores também invertem a imagem verticalmente torna-se necessário, para observações terrestres, adaptar lentes adicionais que por vezes já vêm instaladas mas que provocam alguma perda de luminosidade.
   

Reflectores

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Os telescópios reflectores usam um espelho para focar a luz, em vez de uma lente. A superfície espelhada é aquela onde a luz incide pelo que esta não atravessa o vidro do espelho evitando-se assim a aberração cromática que este material provocaria.
Os espelhos são muito mais fáceis de fabricar do que as lentes pelo que, para uma mesma abertura, um telescópio reflector é muito mais barato que um refractor.

Uma vez que a luz é reflectida e assim volta em sentido oposto àquele em chegou não é possível colocar a ocular à distância correcta porque bloquearia a entrada de luz. Por outras palavras, o observador bloquearia a própria visão. Para obviar a esse problema foram desenvolvidas várias soluções, a mais simples das quais - a introdução de um pequeno espelho diagonal - foi inventada por Isaac Newton que assim deu o nome aos telescópios que a usam.
 

Reflectores de Newton

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O telescópio de Newton dispõe de um espelho secundário, plano e diagonal, que reflecte a luz 90º em relação ao feixe principal permitindo que a observação seja feita perpendicularmente ao eixo do tubo.

Vantagens:
  • Grandes aberturas
  • Mais baratos que os refractores
  • Excelentes para fotografia
  • Ideais para observação de objectos difusos distantes em ampliações baixas e médias
Desvantagens:
  • O espelho secundário causa uma obstrução à entrada de luz causando uma redução da luminosidade e do detalhe da imagem que é especialmente notada nos modelos de curta distância focal (f/4 ou f/5, conhecidos como "rápidos de Newton")
  • São mais sensíveis à falta de alinhamento dos elementos ópticos tornando assim mais frequente a necessidade de serem colimados
  • O tubo é aberto no topo frontal permitindo a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo uma maior duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente

 

Reflectores de Cassegrain

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Para obviar a algumas desvantagens dos reflectores de Newton foram desenvolvidas outras configurações das quais a Cassegrain é provavelmente a mais conhecida.
Nesta versão o espelho secundário não é diagonal mas sim perpendicular ao eixo do telescópio reflectindo assim a luz em direcção a uma abertura no centro do espelho primário atrás da qual se encontra a ocular. Além disso o espelho não é plano mas sim ligeiramente convexo de forma a poder ser colocado o mais afastado possível do espelho primário.
 


Vantagens:
  • O espelho secundário causa uma menor obstrução à entrada de luz do que a provocada nos telescópios de Newton
  • Construção compacta
  • Ideais para observação de objectos em ampliações altas, sem demasiada deformação de curvatura nem perda de detalhe
Desvantagens:
  • O tubo é aberto no topo frontal permitindo a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo uma maior duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente

 

Catadióptricos

Os telescópios catadióptricos combinam a utilização de espelhos e lentes e existem em diversas configurações.
 

Telescópios Schmidt-Cassegrain

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A versão mais popular de telescópio catadióptrico é a de Schmidt-Cassegrain que possui uma larga lente correctora frontal destinada a reduzir a deformação de curvatura no plano focal e a fechar fisicamente o tubo eliminando assim os inconvenientes dos tubos abertos. O espelho secundário é solidário com esta lente proporcionando uma maior robustez de construção.
 

Vantagens:
  • O tubo é fechado eliminando a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo assim uma menor duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente
  • Construção muito compacta
  • Maior robustez
  • Colimação raramente necessária
Desvantagens:
  • Mais caros que os reflectores de Newton

 

Telescópios Maksutov-Cassegrain

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A versão Maksutov-Cassegrain é aparentada com a Schmidt-Cassegrain dado que também dispõe duma lente correctora frontal mas de concepção mais simples, mais grossa e por isso mais pesada o que faz com que as grandes aberturas sejam invulgares. No entanto são mais baratos que os primeiros.
 

Vantagens:
  • O tubo é fechado eliminando a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo assim uma menor duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente
  • Mais baratos que os Schmidt-Cassegrain
  • Construção muito compacta
  • Muito usados em fotografia
  • Colimação raramente necessária
Desvantagens:
  • Grandes aberturas são invulgares dada a espessura da lente correctora frontal

 

Telescópios Klevsov-Cassegrain

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Uma versão rara de telescópio catadióptrico é a versão Klevsov-Cassegrain. Possui um tubo aberto e o dispositivo secundário, mais complexo, é composto por uma lente e um espelho que proporcionam um eficaz efeito corrector. Os preços são comparáveis aos das versões Schmidt ou Maksutov.
 

Vantagens:
  • Preço equivalente aos bons Schmidt ou Maksutov
Desvantagens:
  • O tubo é aberto no topo frontal permitindo a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo uma maior duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente

 

Catadióptricos de Newton

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Os catadióptricos de Newton estão a tornar-se cada vez mais populares, nomeadamente a versão de tubo curto. A correcção dos feixes luminosos é efectuada depois do  espelho principal (idealmente o mais perto possível do espelho principal, como no diagrama abaixo) num dispositivo secundário formado por um espelho plano diagonal e uma lente auxiliar que aumenta a distância focal e reduz as aberrações e as deformações de curvatura.


Vantagens:
  • Apenas um pouco mais caros que os reflectores de Newton "normais"
  • Mais compactos que os reflectores de Newton "normais"
Desvantagens:
  • O tubo é aberto no topo frontal permitindo a entrada de poeiras e a formação de correntes de ar exigindo uma maior duração do tempo de aclimatação à temperatura ambiente

Também existem versões Maksutov-Newton e principalmente Schmidt-Newton. A concepção é idêntica à das versões Cassegrain, com lentes correctoras frontais.