Reflexión y refracción
¿Alguna vez apuntó un láser a un espejo y lo vio rebotar? ¿Alguna vez notó cómo si clava un lápiz directamente en un poco de agua, parece doblarse? Sabes que no está realmente doblado, pero se ve así.
Estos dos simples ejemplos demuestran las propiedades de reflexión y refracción, respectivamente. El rebote y la curvatura de la luz son dos formas en las que se puede manipular la luz para su uso en dos tipos diferentes de telescopios, conocidos como telescopios refractores y reflectores. Esta lección discutirá algunos conceptos clave relacionados con su uso y por qué un tipo es el tipo de telescopio líder que se usa en la actualidad.
Lentes y espejos primarios
Otra lección le presentó los telescopios reflectantes y refractores. En resumen, un telescopio refractor usa una lente, algo así como las de las lupas, y un telescopio reflector usa un espejo. También están los telescopios catadióptricos, que utilizan una combinación de lentes y espejos.
La lente principal utilizada en un telescopio refractor se conoce como lente principal y, con bastante facilidad, el espejo principal utilizado en un telescopio reflector se llama espejo primario . En cualquier caso, ambos telescopios harán una imagen pequeña e invertida de lo que sea que apunten.
Como necesita ver a qué lugar del mundo acaba de apuntar el telescopio, confía en la lente más cercana al ojo, el ocular , que le permite ver la imagen.
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Distancia focal y punto focal
El ocular tiene una distancia focal corta. Una distancia focal es la distancia entre una lente o espejo y su punto focal. Y el punto focal es el área donde los haces de luz paralelos que inciden en un espejo o lente se enfocan a partir de entonces. Esas definiciones no son fáciles, por lo que es mejor mostrarte una imagen de lo que quiero decir.
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Allí puede ver haces de luz paralelos que atraviesan una lente y luego convergen hacia un punto focal central. La distancia entre la lente y el punto focal es la distancia focal. Los espejos y lentes que tienen una distancia focal corta tienen que estar fuertemente curvados, mientras que los lentes y espejos de larga distancia focal, menos.
Aberración cromática
Ahora está listo para comprender una de las limitaciones de los telescopios refractores. A medida que la luz se refracta a través de un trozo de vidrio, las longitudes de onda de luz más cortas y más largas no se comportan de la misma manera. Las longitudes de onda cortas de luz se doblarán más y se enfocarán más cerca de la lente que las longitudes de onda de luz más largas. Es decir, el azul tendrá una distancia focal más corta que el rojo.
Esto significa que si enfoca su ocular en una parte azul de una imagen, todos los demás colores aparecerán borrosos. Lo mismo ocurre con el enfoque del ocular en una parte roja de una imagen; todos los demás colores también aparecerán borrosos.
Esta distorsión se denomina aberración cromática. Se puede utilizar algo llamado lente acromática para mejorar la situación, pero no demasiado. Una lente acromática es una lente de telescopio que está hecha de dos lentes separadas, que a su vez están hechas de dos tipos diferentes de vidrio, que traerán dos longitudes de onda de luz diferentes al mismo enfoque.
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Ahora bien, si bien esto ayuda, no resuelve el problema. Mientras se combinan dos colores, los otros colores seguirán desenfocados.
Telescopios reflectantes y refractores
Como puede ver, el telescopio refractor tiene un gran problema. Además, fabricar la lente principal de un telescopio de este tipo es muy difícil en comparación con la fabricación de un espejo principal de un telescopio reflector. Eso y los espejos primarios son mucho más baratos que los lentes primarios. Entonces, son tres golpes contra los telescopios refractores.
Los telescopios reflectantes tienen espejos cuya superficie frontal está recubierta de material altamente reflectante, como plata o aluminio. Debido a que la reflexión no depende de la longitud de onda de la luz en cuestión, la luz se reflejará en esta superficie y no sufrirá aberraciones cromáticas.
Esa es una razón suficiente para explicar por qué los telescopios más grandes de la actualidad son telescopios reflectores, incluidos los telescopios ópticos y radiotelescopios. Los telescopios ópticos son aquellos que recogen y enfocan la luz visible, mientras que los radiotelescopios recogen y enfocan la radiación electromagnética en las longitudes de onda de microondas y radio.
Resumen de la lección
La lente principal que se usa en un telescopio refractor se conoce como lente principal , y el espejo principal que se usa en un telescopio reflector se llama espejo primario . La lente más cercana al ojo, el ocular , le permite ver la imagen.
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El ocular tiene una distancia focal corta. Una distancia focal es la distancia entre una lente o espejo y su punto focal. El punto focal es el área donde los haces de luz paralelos que inciden en un espejo o lente se enfocan a partir de entonces.
Los telescopios refractores adolecen de muchos defectos. Uno grande se conoce como aberración cromática, que básicamente significa que diferentes longitudes de onda de luz llegarán a un enfoque más cerca o más lejos de la lente, lo que resultará en una imagen borrosa.
Se puede usar una lente acromática para intentar remediar un poco la situación, pero aún así no resuelve el problema por completo. Una lente acromática es una lente de telescopio que está hecha de dos lentes separadas, que a su vez están hechas de dos tipos diferentes de vidrio, que traerán dos longitudes de onda de luz diferentes al mismo enfoque.
Este problema es una de las razones por las que los telescopios reflectores se utilizan con mucha más frecuencia en la actualidad.
Los resultados del aprendizaje
Al final de esta lección, debería poder:
- Recuerde la diferencia entre un telescopio reflector y refractor
- Explique el punto focal y la distancia focal
- Indique el inconveniente de un telescopio refractor
- Describe el propósito de la lente acromática.
- Explique por qué un telescopio reflector es mejor que un telescopio refractor
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