Telescopios Refractores y Reflectores: Diferencias y diagramas

Telescopio refractor versus telescopio reflector

Los telescopios son instrumentos ópticos que recogen y redirigen la radiación electromagnética, como la luz visible, para ampliar objetos distantes para el usuario u observador. Se desconoce el inventor exacto del telescopio, pero Galileo Galilei es famoso por haber oído hablar de la invención del telescopio en los Países Bajos y posteriormente haber creado el suyo propio. Sus observaciones de cuerpos celestes y lunas alrededor de Júpiter falsificaron las teorías aristotélicas y ptolemaicas del Universo. Por ejemplo, si las lunas orbitan alrededor de Júpiter, no es cierto que todas las cosas deban orbitar la Tierra. Las complejas innovaciones y aplicaciones del telescopio han ampliado la comprensión de los astrónomos sobre el universo hasta donde se encuentra hoy.

Los dos tipos principales de telescopios son los telescopios refractores y reflectores. La refracción ocurre cuando la luz pasa de un medio a otro, como por ejemplo del aire a través del vidrio. Cuando la luz cambia de medio, cambia de velocidad y por tanto de dirección. La reflexión ocurre cuando la luz se redirige fuera de una superficie, en lugar de pasar a través de otro medio.

Pero ¿qué es un telescopio refractor? Un telescopio refractor es un telescopio que utiliza lentes y refracción para redirigir la luz y magnificar objetos distantes. Un telescopio reflector utiliza el reflejo de los espejos para aumentar. Pero, ¿cómo funciona exactamente un telescopio refractor? ¿Cómo funciona un telescopio reflector? ¿Y cómo se comparan entre sí?

Cómo funcionan los telescopios refractores

Como se mencionó anteriormente, un telescopio refractor utiliza lentes para refractar la luz y generar un aumento. Específicamente, los telescopios refractores utilizan lentes convexas, que son lentes curvadas hacia afuera o redondeadas de modo que la luz que pasa a través de ellas se desvía hacia un punto focal. Lo que básicamente hace la refracción de la luz a través de lentes es recolectar una gran cantidad de luz, que puede considerarse como información óptica, de un área grande y distante y luego la enfoca en un área más pequeña, lo que permite que el ojo humano a su vez la absorba.

Lo que determina el aumento de las lentes de un telescopio refractor son las distancias focales del objetivo o lente principal y la lente del ocular. La distancia focal es el grado en que un sistema diverge o converge la luz. Las lentes hacen converger la luz o la redirigen para que pase por un único punto. Este único punto se llama punto focal. La distancia focal también se puede considerar como la distancia de una lente o espejo a su punto focal. Normalmente hay dos lentes dentro de un telescopio refractor: una lente objetivo y un ocular. La lente objetivo es la lente más grande en la parte frontal del telescopio y el ocular es la lente a través de la cual el usuario observa. La siguiente fórmula representa la relación inversa entre la distancia focal de la lente del objetivo ( f _o ) y la distancia focal del ocular ( f _e ):

{eq}M_p = \large \frac{f_o}{f_e} {/eq}

En la fórmula, {eq}M_p {/eq} representa el poder de aumento y la relación inversa entre la distancia focal del objetivo y la distancia focal del ocular.

Diagrama del telescopio refractor

A continuación se muestra un diagrama de un telescopio refractor con su lente objetivo y lente ocular etiquetados:

Cómo funciona un telescopio reflector

Como se mencionó anteriormente, un telescopio reflector es un telescopio que utiliza espejos como superficie para redirigir la luz hacia un punto focal que luego se observa a través de una lente ocular. En términos generales, un telescopio reflector utiliza espejos curvos para redirigir la luz de sus superficies reflectantes hacia los puntos focales. La lente principal y más grande de un telescopio reflector tiene una curva cóncava, lo que significa que está curvada hacia adentro. Sin embargo, hay dos tipos de telescopios reflectores que varían en la forma en que implementan los espejos: el telescopio reflector Newtoniano y el telescopio reflector Cassegrain.

Telescopios Newtonianos y Cassegrain

Un telescopio reflector newtoniano utiliza dos espejos. El espejo primario más grande en la parte posterior del telescopio que inicialmente capta la luz es un espejo cóncavo, lo que significa que está curvado hacia adentro. Esto hace que la superficie reflectante redirija la luz que rebota hacia un punto focal. Sin embargo, este punto focal se ve interrumpido por un espejo secundario central. Este espejo secundario es un espejo plano que se coloca en ángulo para reflejar la luz y el punto focal hacia una lente ocular que luego permite al usuario observar la imagen reflejada en el espejo central (consulte el diagrama a continuación).

El diseño Cassegrain del telescopio reflector también utiliza dos espejos. Sin embargo, el espejo primario tiene un agujero, a diferencia del diseño newtoniano. El espejo primario recoge y refleja la luz hacia un espejo secundario central. El espejo secundario es convexo o hiperbólico y refleja la luz y el punto focal provenientes del espejo primario hacia el espejo primario y a través de su orificio central. El uso de un espejo secundario que es convexo y un espejo primario con un orificio permite que el diseño Cassegrain tenga un telescopio con una distancia focal larga y al mismo tiempo una longitud total corta del telescopio.

Diagrama del telescopio reflectante

Consulte los diagramas siguientes para ver la diferencia entre un telescopio reflector Newtoniano y Cassegrain.

Diseño newtoniano

Diseño Cassegrain

Pero, ¿cuál es mejor telescopio refractor o reflector? Dependiendo de los objetivos del usuario, hay algunas cosas que se deben entender antes de decidirse a comprar un telescopio.

Elegir entre telescopios refractores y reflectores

Aunque tanto los telescopios reflectores como los refractores cumplen su propósito de aumentar, cada telescopio tiene sus ventajas y desventajas. Es necesario comprender estas diferencias antes de que un astrónomo aficionado decida comprar cualquiera de los telescopios.

Existe una limitación a la que se enfrentan los telescopios refractores conocida como aberración cromática. Pero, ¿cuál es ese problema que tienen los telescopios refractores y que no tienen los reflectores? La luz visual obtenida de un objeto distante se compone de muchas longitudes de onda, frecuencias o colores de luz diferentes. Cuando la luz se refracta a través de una lente, cada frecuencia y color de luz variables se refracta en un ángulo diferente. Esto hace que los rayos de luz se desplacen entre sí y da como resultado una imagen que muestra una aberración cromática que parece como si la imagen se multiplicara en imágenes de colores separados que se superponen entre sí. Esto hace que la imagen que se pretende ampliar esté distorsionada y desenfocada.

El problema de la aberración cromática se soluciona mediante el uso de lentes acromáticas. Las lentes acromáticas se componen de dos tipos separados de lentes que se componen de diferentes tipos de vidrio. Esto permite que las lentes refracten la luz de diferentes frecuencias en el mismo punto focal.

A continuación se muestra una tabla que describe los pros y los contras del telescopio refractor versus el telescopio reflector:

Pros y contras de cada tipo de telescopio

Resumen de la lección

En general, un telescopio es un instrumento óptico que recoge y redirige la radiación electromagnética, como la luz visible, para ampliar objetos distantes para el usuario u observador. Hay dos tipos principales de telescopios: los telescopios refractores, que utilizan lentes y refracción como mecanismo para ampliar, y los telescopios reflectores, que utilizan espejos y reflejos. Los telescopios refractores poseen una lente primaria que es una lente grande que se usa para captar luz y una lente ocular que usa el observador. Los telescopios refractores se enfrentan a un problema que los telescopios reflectores no enfrentan, y es el problema de la aberración cromática, que requiere el uso de lentes acromáticas para evitarlo.

El poder de aumento de los telescopios refractores y reflectores está determinado tanto por la distancia focal como por los puntos focales. La distancia focal es la distancia entre una lente o espejo y su punto focal. Un punto focal es el área donde los haces de luz paralelos que se reflejan en un espejo cóncavo o pasan a través de una lente convexa se enfocan en un solo punto.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador