Download El Telescopio. Dr. E. Alfaro

El Telescopio
Óptico
Emilio J. Alfaro
Instituto de Astrofísica de Andalucía
Cuatro siglos a través del telescopio
LX Cursos de Verano de la UCA
Cádiz 17 de Julio de 2009
La celebración de Galileo
Escritura y Astronomía
Los primeros restos de escritura
parecen datar de 4000 a. C.
Algunas fuentes citan que estas
tablillas nos hablan de la posición
del Sol, la Luna y los planetas
Parece ser el primer artículo
astronómico conocido-
Historia
Telescopio
Nuestros telescopios y
detectores
Detectores
Telescopios
- El ojo
(Homo astronomicus)
- Telescopio óptico
(desde el XVII)
- Espaciales
(desde los 70 del XX)
- El ojo
(Homo astronomicus)
- Placa fotográfica
(desde los 40 del XIX)
- Detectores de radio
(desde los 50 del XX)
- Interferómetros
(desde los 70 del XX)
- Resto del espectro
(desde los 70 del XX)
- Segmentados
(desde los 80 del XX)
Detectores lineales (CCDs)
(desde los 80 del XX)
El ojo
•Córnea, o lente externa del ojo, de pequeña
curvatura. Su función consiste en proteger al ojo
y corregir la aberración esférica. Su índice de
refracción es 1,38.
•Humor acuoso, un líquido de índice de
refracción 1,34 que contiene un diafragma de
apertura variable denominado iris, en cuyo centro
se encuentra la pupila o niña.
•Cristalino, una lente convergente flexible que se
sostiene por los músculos ciliares. La contracción
o dilatación de estos músculos permite acomodar
la distancia focal del ojo para enfocar la imagen
de los objetos.
•Humor vítreo, un líquido de aspecto vidrioso
que ocupa la mayor parte del globo ocular, con
un índice de refracción de 1,34.
•Retina, pantalla donde se forman las imágenes.
Contiene dos tipos de células: los conos, que
permiten distinguir los colores, y los bastones,
muy sensibles a la luz.
No uno, varios instrumentos
El ojo y el color
¿Es un buen instrumento para la
Astronomía?
• El ojo presenta
aberración
cromática
• No puede
integrar a
voluntad,
refresca la
retina con un
período inferior
a la décima de
segundo
Esferas Armillares
Observatorios de Taqi al Din y Tycho
Brahe
Cuadrantes Murales
Semicírculo azimutal
Sextantes
El Astrolabio
Un poco de Óptica (muy poco)
Magnificación
Solo para
Poder
objetos
Separador
extensos
El telescopio de Galileo
Dos problemas:
a) Aberración cromática
b) Aberración esférica
circa 1609
1611
Magnificación= F (objetivo)/f (ocular)
Poder Separador= 0.85 x 1.22 x λ /D
Telescopio de Galileo (Réplica)
Esquema
• Posiblemente el esquema más antiguo
de un telescopio que tenemos
Lente de un objetivo de Galileo
(rota)
1616
Jan
Brueghel el
Viejo
“El sentido
de la Vista”
Los telescopios largos
• Para disminuir (no se elimina
totalmente) la aberración esférica la
solución fue utilizar lentes con un
gran radio de curvatura (muy planas) y
por lo tanto con una gran distancia
focal, y utilización de la parte central
de la lente (Snellius 1621; Descartes
1638)
Observación por reflexión
• La idea de utilizar espejos para disminuir la
longitud del telescopio se la debemos a
Hooke
• También se conocía que otras superficies
distintas a una esfera podían resolver el
problema de la aberración esférica
• Pero seguía sin resolverse el problema de la
aberración cromática (aparece el gran
Newton)
Primeros Reflectores
• James Gregory (1663)
Su problema; la ambición. Quiso corregir ambas
aberraciones, la cromática y la esférica. Su proyecto era
muy complicado para la tecnología del momento y nunca llegó
a fabricar un buen telescopio
El reflector de Newton (1668)
• El primer reflector que funcionó
1672
Los reflectores
Problemas (reflectores)
La reflectividad de las aleaciones metálicas era más
baja que la transmisión de las lentes de vidrio (16 %)
El espejo metálico se deslustraba cada cierto tiempo y
era necesario volverlo a pulir, mientras que bastaba
limpiar el polvo de las lentes
La utilización del micrómetro en los telescopios
refractores era más fácil que en los reflectores
Esto hizo que los telescopios refractores siguieran
usándose preferentemente por los astrónomos
profesionales hasta finales del XIX
La competición
Refractores
• Lente acromática (Dollond
1757)
•Fundición de cristal más
homogéneo (aumenta tamaño
de la lente) (Guinand y
Fraunhofer 1808)
•Las mejores lentes Clark
Hall (finales del XIX)
Reflectores
• El pulido de superficies no
esféricas (Hadley 1721,
Short 1740)
• Nuevas aleaciones R=60%,
(Herschel 1781) y espejos
paraboloides
• Nuevas aleaciones y mayor
tamaño (1.8 m). El Gran
Leviatán de Lord Rosse
(1845)
• Aluminizado del espejo
Foucault 1857
Refractores
M51: Ó lo que hay que ver
La “Nueva” Física
La Luz
Atmósfera
– Impide al paso a un
gran rango de
longitudes de onda.
– Distorsiona la
imagen del objeto.
– Incluso en el visible
absorbe casi un
20% de la luz.
La luz y la atmósfera
¿Cómo resolver este problema?
•Sensibilidad
•Mayores telescopios
•Calidad de imagen
•Telescopios espaciales
•Rango espectral
•Óptica Adaptativa
•Interferometría
M51: Ó lo que hay que ver
Observatorio del Teide
Roque de los Muchachs
Telescopios espaciales
El telescopio espacial Hubble
Antes y después de las gafas
GTC Gran Telescopio Canarias
GTC
Gran Telescopio Canarias
Óptica Adaptativa