- Ringraziando sentitamente gli amici
Astrofili dal cui sito ho tratto il materiale -
Telescopio
Laboratorio di
Astronomia
INTRODUZIONE
Concettualmente si tratta di apparecchiature molto semplici, composte essenzialmente da due parti ben distinte: il tubo ottico e il supporto meccanico.
A sua volta il tubo ottico si compone dell'obiettivo, che forma un'immagine dell'oggetto da osservare, e dell'oculare, una specie di lente di ingrandimento per consentire all'occhio di apprezzare tutti i dettagli contenuti nell'immagine formata dall'obiettivo.
Quest'ultimo, che è il pezzo d'ottica di maggiori dimensioni, è quello rivolto verso l'astro da osservare.
Il supporto meccanico, chiamato montatura, non ha soltanto il compito di sostenere e tenere fermo il tubo nella direzione voluta, ma anche quello importantissimo di consentire un movimento dolce e preciso all'altezza delle prestazioni ottiche. Per questo, una buona struttura meccanica spesso viene a costare di più della parte ottica.
Il vocabolo "telescopio", che è stato coniato dal Demisiani nel 1611, deriva dal greco. In Italia, seguendo l'uso anglosassone, si indicano come telescopi tutti gli strumenti ottici destinati all'osservazione del cielo, mentre con "cannocchiali" si designano quelli riservati alla visione di panorami terrestri.
La capacità di vedere distintamente di qualsiasi telescopio è determinata dalle sue dimensioni e, più precisamente, dal diametro del suo obiettivo. Tant'è che questo è il primo dato fornito; ad esempio quando si parla di un telescopio di 50 cm si intende che il suo obiettivo misura 50 cm di diametro.
In commercio ne sono reperibili per dilettanti dai 5-6 cm ai 20-25 cm. Con minore facilità - in Italia - se ne trovano anche da 30-35 cm. Normalmente diametri maggiori devono essere ordinati appositamente al costruttore.
In campo professionale questi valori sono molto più alti. Ad esempio, il maggiore telescopio italiano è ad Asiago (PD) e misura 1,8 metri ed il maggiore del mondo 8 metri
Telescopi per dilettanti
L'attenzione che in questi anni il pubblico sta riservando all'astronomia ha indotto diverse ditte a costruire modelli di telescopi poco impegnativi con il risultato che ora ne sono disponibili molti sul mercato; alcuni facilmente reperibili anche in negozi di ottica.
I modelli più economici (e spesso anche i più comuni) hanno obiettivi di 5 o 6 cm e lunghezze fino a 70-80 cm. Sono senz'altro consigliabili per iniziare a guardare il cielo tenendo presente di non pretendere da essi ciò che non possono dare.
Cioè con soli 5 o 6 cm di apertura o di diametro non si contemplano i pianeti nei loro particolari, nè astri celebri ma poco luminosi.
Chi ha meno problemi economici può considerare modelli più impegnativi, come quelli da 10 a 15 cm. Quando si arriva a diametri sui 12-15 cm si hanno già grandi soddisfazioni, soprattutto se la qualità è buona. Anzi, a questo proposito, diciamo subito che si dovrebbe dare la massima importanza alla qualità; meglio uno strumento un po' più piccolo ma buono che non uno maggiore ma di qualità discutibile.
A parità di diametro un telescopio migliore garantisce un maggior potere risolutivo (un concetto che verrà chiarito in un'apposita pagina) e spesso anche una maggiore luminosità.
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RIFRATTORE
TELESCOPIO MISTO
Il Rifrattore
Caratteristiche. pregi e difetti di questo tipo di strumenti
I telescopi si dividono in due o - meglio - tre categorie: con obbiettivi a lente, con obbiettivi a specchio e misti, cioè caratterizzati da entrambi gli elementi. I primi sono noti come "cannocchiali", da Galileo che definì il suo strumento a lenti "cannone-occhiale". Ma nei paesi anglosassoni ed in Italia agli strumenti a lenti destinati all'osservazione del cielo viene riservato il nome di rifrattori. Questo deriva dal fatto che la formazione dell'immagine si basa sulla deviazione (rifrazione) che subiscono i raggi luminosi quando passano attraverso le lenti.
Gli svantaggi
Il secolo passato ha visto la massima espansione del telescopio rifrattore, il cui apogeo è stato toccato nel 1897 con l'inaugurazione del maggiore, ancora oggi in uso: quello di 102 cm di Yerkes. Già allora però ci si rese conto che costruire rifrattori ancora più grandi non sarebbe stato vantaggioso perché il proporzionale aumento di spessore delle lenti avrebbe assorbito una parte non trascurabile della luce ricevuta. Oltretutto, questo assorbimento non è uniforme, ciò che crea grossi problemi per molti lavori astrofisici.
Nei grandi rifrattori è facile riscontrare ineguaglianze nella densità del vetro con la necessità di dover effettuare ritocchi zonali; ovvero, le grandi lenti richiedono in pratica forme sferiche, sia pure localizzate. Un altro inconveniente ben noto dei rifrattori l'aberrazione cromatica residua che orla le immagini di una frangia azzurra violacea.
Ma quello più grave per i dilettanti è il costo, che rende questo tipo di telescopio da 2 a 8 volte più costoso del riflettore a parità di diametro dell'obbiettivo.
Questo svantaggio è particolarmente sentito dagli amatori, ma anche per i professionisti non è un fattore trascurabile, soprattutto il conseguenza delle dimensioni che deve presentare la cupola per ospitano.
I rifrattori, infatti sempre a parità di diametro comportano una lunghezza de tubo molto maggiore di quelli dei riflettori. Ad esempio, per un 20 cm il tubo di un rifrattore è lungo sui 3 metri; quello di un riflettore circa 1,2 metri. Una bella differenza!
I suoi vantaggi
Se ancora oggi i rifrattori vengono costruiti deve evidentemente esserci qualche aspetto positivo che bilancia, perlomeno in parte, gli svantaggi citati. Il più significativo dei vantaggi è la maggior nitidezza ed il maggior contrasto che caratterizza le sue immagini. Questa maggiore incisione, visibile soprattutto sulle stelle doppie, è dovuta al fatto che nessuna ostruzione disturba o interferisce nel passaggio dei raggi luminosi, come avviene nei riflettori con i vari supporti e specchi secondari. Inoltre, il tubo di un rifrattore è chiuso e questo si traduce in un'immagine più tranquilla, ovvero che risente meno della turbolenza atmosferica.
Spesso - cosa non molto nota - le immagini di un rifrattore sono migliori perché le superfici delle sue lenti ammettono un errore di lavorazione quattro volte maggiore rispetto a quello tollerato dagli specchi. Cioè, un obbiettivo a lenti è praticamente "perfetto" già se i massimi errori che presenta sono nell'ordine di 1/2 di lunghezza d'onda della luce visibile.
Perché si possa dire altrettanto di uno specchio, questa precisione dev'essere spinta a 1/8 di lunghezza d'onda.
E tra gli strumenti commerciali accade spesso di trovare ottiche la cui perfezione non si spinge oltre 1/4 o 1/5 di lunghezza d'onda.
Come dire che è molto più facile trovare rifrattori "perfetti" che non riflettori.
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TELESCOPIO EQUATORIALE
ALTAZIMUTALE
Telescopio equatoriale
Sappiamo che tutti gli astri, per l'apparente moto della sfera, appaiono ogni giorno descrivere nel cielo cerchi paralleli all'equatore celeste.
Tali cerchi, a meno che l'osservatore si trovi al polo o all'equatore, sono obliqui rispetto al piano orizzontale; perciò un telescopio imperniato su due assi, uno orizzontale che gli consente di ruotare in altezza ed uno verticale che gli consente di ruotare in azimut, per seguire un astro nel suo moto diurno deve ruotare contemporaneamente attorno ad entrambi gli assi.
Uno strumento con tale assetto meccanico si dice in montatura altazimutale che è quella usuale per i piccoli cannocchiali su treppiede.
Se pero l'asse di rotazione verticale viene inclinato in modo da divenire parallelo all'asse di rotazione della Terra, è chiaro che per seguire il moto diurno di un astro è sufficiente che lo strumento venga fatto ruotare attorno a questo solo asse, detto asse polare.
Il vantaggio è grande, perchè basta un motorino che faccia girare lo strumento con la stessa velocità della Terra (un giro ogni 24 ore siderali), ma in senso contrario, perchè una stella resti fissa al centro del campo di visione per tutto il tempo che resta sopra l'orizzonte.
L'altro asse, perpendicolare a quello polare, si chiama asse di declinazione. Una tale montatura si dice equatoriale ed e usata per tutti i telescopi che non siano semplici cannocchiali da divertimento.
L'altazimutale
Nella montatura altazimutale un asse è verticale e intorno ad esso avviene il movimento in azimut; l'altro, orizzontale, consente il movimento in altezza.
I due assi, che assicurano al telescopio la possibilità di essere diretto in qualsiasi direzione, sono perpendicolari tra di loro. Si possono distinguere diversi tipi di montature altazimutali; la più economica è probabilmente quella a perno, dove il tubo e collegato alla parte fissa di sostegno tramite una vite stretta all'interno di due fori non filettati, uno sulla montatura ed uno sul tubo.
Quello della montatura è fissato ad un disco libero di ruotare in azimut a prescindere da una vite laterale di blocco. Con questa soluzione, reperibile negli strumenti più economici, appena il tubo viene inclinato si produce uno sbilanciamento che obbliga ad un disagevole bloccaggio in altezza ogni volta che si punta.
Migliore è la montatura altazimutale a forcella con la quale il tubo rimane sempre bilanciato, ma che impedisce il puntamento allo zenit. Questo limite si supera prevedendo una forcella inclinata, il cui uso è diventato di gran lunga il più diffuso.
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Si sono interessati molto anche di Astronomia
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È solo nel '600, con gli studi di
Galileo Galilei,
che la fisica assume le caratteristiche di scienza
sperimentale consentendo la possibilità di una descrizione quantitativa
dei fenomeni.
L'opera dello studioso toscano, oltre ad avere apportato
notevoli contributi alla conoscenza, ha introdotto nell'indagine il
metodo sperimentale che ha permesso di impostare la ricerca con
rigore ed obiettività connettendo, con un continuo processo iterativo, le
teorie interpretative all'esecuzione di opportune prove sperimentali,
realizzate in modo da assicurarne la riproducibilità, tenere sotto
controllo le grandezze fisiche in gioco e stimare le incertezze delle
misure. |
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Galileo muore nello stesso anno di nascita di
Isaac Newton
che proseguirà gli studi dello scienziato toscano arrivando
alla formulazione dei principi della dinamica, alla enunciazione della
legge di gravitazione universale ed alla sistematizzazione della meccanica
classica. |
Foto B/N di una cometa nel cielo notturno
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Breve B i b l i o g r a f i a
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Ingrandimenti
- Non fatevi ingannare dagli ingrandimenti declamati da chi vende. Citando da "Astronomia
Pratica" di Wolfgang Schroeder, un maestro di tutti gli astrofili, "Per quanto possa sembrare
strano, l'ingrandimento dell'oggetto da osservare è la meno importante delle funzioni di un
telescopio. E' facilissimo costruirne uno che ingrandisca cento volte senza mostrare un solo
particolare di più di quelli osservabili ad occhio nudo". Praticamente tutti i telescopi
amatoriali hanno un minimo di poche decine di ingrandimenti e un massimo di poche centinaia.
Ciò che conta di più in assoluto è il diametro, poi la focale, lo schema ottico (approfondisci)
e, importante quanto tutto il resto, la montatura.
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Montature
- Diffidate da montature striminzite, con gli assi sottili, che non diano quanto meno
l'impressione di solidità e robustezza. Con gli assi ben stretti (e ovviamente anche le viti
del treppiede devono essere serrate), non devono esserci giochi e il telescopio, se scosso, non
deve vibrare o risultare troppo poco saldo: durante l'osservazione risulterebbe difficoltosa la
messa a fuoco ad alti ingrandimenti e la fotografia astronomica sarebbe quasi impossibile. Un
114, per esempio, fa fatica a stare su una montatura della classe delle Synta EQ2, mentre la
Synta EQ3 (e i modelli analoghi) va stretta ai newton da 20 cm corti e ai rifrattori da 15 cm
F78; purtroppo per cercare il prezzo basso molti telescopi sono venduti con montature
inadeguate.
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Fuocheggiatore
- Gli accessori non sono secondari:
- a meno che il modello non sia veramente economico, il fuocheggiatore deve essere completamente
di metallo e capace di ospitare oculari con diametro standard di 31.8 mm
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Cercatore
- se non volete impazzire per puntare un oggetto sarà meglio che il cercatore non sia scadente:
guardateci dentro e verificate che la messa a fuoco sia uniforme e perfetta su tutto il campo.
Controllate anche il supporto perchè alle volte è di plastica e piuttosto ballerino; vanno
molto meglio supporti metallici, magari con due anelli di viti per la regolazione.
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Oculari
- alle volte insieme al telescopio vengono venduti oculari di qualità veramente scarsa: a meno
che non siate certi che siano buoni, tenete presente che presto o tardi vi converrà passare
all'acquisto di qualche oculare di buona qualità.
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Treppiede
- per anni il treppiede ha costituito il punto meno debole di tutti i telescopi, ma recentemente
sono stati commercializzati strumenti con treppiedi veramente sottodimensionati, che non possono
assicurare stabilità. Può sembrare strano, ma questo sta accadendo soprattutto a modelli molto
costosi, magari equipaggiati con computer.
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Cannocchiale Polare
- alcuni telescopi sono venduti con un rompicapo in omaggio, noto come "cannocchiale polare".
Il mio consiglio è di studiarvi approfonditamente le istruzioni e imparare ad usarlo senza
incertezze, perchè consente allineamenti polari molto accurati, ma se volete rimandare le
lezioni di geografia astronomica e non avete in programma fotografie a lunga posa, potete
tranquillamente accontentarvi di mettere la Polare nel centro geometrico del crocicchio del
cannocchiale: farete sempre e solo un errore di mezzo grado, quasi trascurabile.
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Filtro Solare
- fate attenzione infine al filtro solare da avvitare all'oculare che potete trovare in molti
telescopi: per utilizzarlo in tutta sicurezza è necessario diaframmare il telescopio in modo
da portarlo ad F/20, meglio F/25. In pratica dovete mettere davanti al telescopio una maschera
con un foro 20 o 25 volte più piccolo della focale del vostro telescopio. Se avete un 114/900,
usate un foro di circa 4 centimetri. Se non usate questa precauzione, il filtro potrebbe
spaccarsi improvvisamente mentre state osservando lasciando passare la luce concentrata del
Sole dritta nel vostro occhio (altissimo rischio di lesioni permanenti!). Se preferite
sfruttare l'intera apertura dello strumento, costruitevi un filtro da apporre davanti
all'obbiettivo del telescopio. Potete farlo utilizzando il molto economico "Astrosolar", una
pellicola di aspetto argenteo che potete ritagliare nella forma e dimensione che preferite.
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Motore d'inseguimento
- Se comprate un telescopio "all'antica", con montatura equatoriale, avrete presto anche il
desiderio di munirvi di un motore d'inseguimento (in Ascensione Retta). Bene, considerate che
se non fate fotografia potreste non averne alcun bisogno. Vi sarà utile un motore solo quando
osserverete pianeti (o stelle doppie) ad un ingrandimento molto spinto e molto a lungo. In ogni
caso vi consiglio di comprarlo solo in un secondo tempo (a meno che non ci sia una promozione e
ve lo diano a basso prezzo), in modo da familiarizzarvi con il naturale moto del cielo.
- Nota: il motore in declinazione serve solo per fare correzioni durante le lunghe pose
fotografiche.
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Oggetti Celesti
ci sono nebulose osservabili al binocolo, e perfino ad occhio nudo!
Per esempio M42 (la grande Nebulosa di Orione) e M8 (Nebulosa Laguna nel Sagittario) sono
entrambe percepibili ad occhio nudo se il cielo è sufficientemente scuro e terso. Al binocolo
queste due nebulose sono perfettamente visibili, insieme a altre, come ad esempio:
M17 nel Sagittario
M27 nella Polpetta
Più difficili ma comunque individuabili:
M57 nella Lira
M20 nel Sagittario
Helix nell'Acquario
Sono alla portata di un (buon) binocolo ma richiedono un cielo perfetto:
California nel Perseo
Rosetta e IC 2177 nell'Unicorno
Velo nel Cigno
La Nord America nel Cigno merita un discorso a parte: è talmente estesa che è più facile vederla
ad occhio nudo che con uno strumento ottico, ma è necessario un cielo veramente molto buio. Al
binocolo appare come un "rinforzo" nebbioso e incolore della Via Lattea.
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Insegnante
L'Insegnante è contattabile anche via E - mail !!!
Flavio GIOTTO
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UN'ESORTAZIONE
Nel biennio dell'Istituto Tecnico l'insegnamento della
fisica ha un grande valore propedeutico e formativo. Per qualsiasi
specializzazione, una buona conoscenza della materia, consentirà allo studente
di affrontare il triennio con maggiore successo, soprattutto nelle materie di
indirizzo. In seguito il bagaglio culturale del tecnico diplomato non potrà
prescindere dai principi fondamentali della disciplina la cui conoscenza gli
permetterà di svolgere le sue mansioni con competenza professionale. Ignorare le
leggi della fisica lo potrebbe portare a commettere errori gravi e irreparabili
ed a non assolvere gli incarichi affidati, e avrà come conseguenza
l'emarginazione dal mondo del lavoro.
by F. G.
L'Insegnante ...