Reflexão e Refração
Você já apontou um laser para um espelho e o viu ricochetear? Você já percebeu como, se enfiasse um lápis direto na água, ele pareceria entortar? Você sabe que não está realmente torto, mas parece que sim.
Esses dois exemplos simples demonstram as propriedades de reflexão e refração, respectivamente. O salto e a curvatura da luz são duas maneiras pelas quais a luz pode ser manipulada para uso em dois tipos diferentes de telescópios, conhecidos como telescópios refratários e refletivos. Esta lição discutirá alguns conceitos-chave relacionados ao seu uso e por que um tipo é o tipo líder de telescópio usado hoje.
Lentes e espelhos primários
Outra lição apresentou os telescópios refletores e refratários. Em resumo, um telescópio refrator usa uma lente, como as de lentes de aumento, e um telescópio refletor usa um espelho. Existem também os telescópios catadióptricos, que usam uma combinação de lentes e espelhos.
A lente principal usada em um telescópio refrator é conhecida como lente primária e, facilmente, o espelho principal usado em um telescópio refletor é chamado de espelho primário . Em qualquer caso, os dois telescópios farão uma imagem pequena e invertida de tudo o que está apontado.
Já que você meio que precisa ver o que diabos você acabou de apontar o telescópio, você confia na lente mais próxima do olho, a ocular , que permite que você veja a imagem.
Distância focal e ponto focal
A ocular tem um comprimento focal curto. A distância focal é a distância entre uma lente ou espelho e seu ponto focal. E o ponto focal é a área onde feixes de luz paralelos que atingem um espelho ou lente são focalizados posteriormente. Essas definições não são fáceis, então é melhor apenas mostrar a você uma imagem do que quero dizer.
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Lá você pode ver feixes de luz paralelos passando por uma lente e convergindo para um ponto focal central. A distância entre a lente e o ponto focal é a distância focal. Os espelhos e lentes com distância focal curta devem ser fortemente curvados, enquanto as lentes e espelhos com comprimento focal longo, menos.
Aberração cromática
Agora você está pronto para entender uma das limitações dos telescópios refratários. Como a luz é refratada por um pedaço de vidro, os comprimentos de onda mais curtos e mais longos da luz não se comportam da mesma maneira. Os comprimentos de onda curtos da luz se dobram mais e focam mais perto da lente do que os comprimentos de onda mais longos da luz. Ou seja, o azul terá uma distância focal menor do que o vermelho.
Isso significa que, se você focalizar sua ocular em uma parte azul da imagem, todas as outras cores ficarão desfocadas. O mesmo vale para focalizar a ocular em uma parte vermelha de uma imagem; todas as outras cores também ficarão desfocadas.
Essa distorção é denominada aberração cromática. Algo chamado de lente acromática pode ser usado para melhorar a situação, mas não muito. Uma lente acromática é uma lente de telescópio feita de duas lentes separadas, que por sua vez são feitas de dois tipos diferentes de vidro, que trazem dois comprimentos de onda de luz diferentes para o mesmo foco.
Agora, embora isso ajude, não resolve o problema. Embora duas cores sejam reunidas, as outras cores ainda estarão fora de foco.
Telescópios Refletindo vs. Refratários
Como você pode ver, o telescópio refrator sofre de um grande problema. Além do mais, fabricar a lente primária de tal telescópio é muito difícil quando comparado a fazer um espelho primário de um telescópio refletor. Isso e os espelhos primários são muito mais baratos do que as lentes primárias. Então, são três golpes contra os telescópios refratários.
Os telescópios refletivos possuem espelhos cuja superfície frontal é revestida por um material altamente refletivo, como prata ou alumínio. Como a reflexão não depende do comprimento de onda da luz em questão, a luz será refletida nesta superfície e não sofrerá aberração cromática.
Essa é a razão suficiente para que os maiores telescópios atuais sejam telescópios refletores, incluindo os óticos e os radiotelescópios. Os telescópios ópticos são aqueles que coletam e focalizam a luz visível, enquanto os radiotelescópios coletam e focalizam a radiação eletromagnética nas ondas de microondas e de rádio.
Resumo da lição
A lente principal usada em um telescópio refrator é conhecida como lente primária , e o espelho principal usado em um telescópio refletor é chamado de espelho primário . A lente mais próxima do olho, a ocular , permite que você veja a imagem.
A ocular tem um comprimento focal curto. A distância focal é a distância entre uma lente ou espelho e seu ponto focal. O ponto focal é a área onde feixes de luz paralelos que atingem um espelho ou lente são focalizados posteriormente.
Os telescópios de refração apresentam muitas falhas. Um dos maiores é conhecido como aberração cromática, o que basicamente significa que diferentes comprimentos de onda de luz chegarão a um foco mais perto ou mais longe da lente, resultando em uma imagem borrada.
Uma lente acromática pode ser usada para tentar remediar um pouco a situação, mas ainda não resolve o problema totalmente. Uma lente acromática é uma lente de telescópio feita de duas lentes separadas, que por sua vez são feitas de dois tipos diferentes de vidro, que trazem dois comprimentos de onda de luz diferentes para o mesmo foco.
Esse problema é um dos motivos pelos quais os telescópios refletores são muito mais comumente usados hoje.
Resultados de Aprendizagem
Ao final desta lição, você será capaz de:
- Lembre-se da diferença entre um telescópio refletor e um refrator
- Explicar o ponto focal e a distância focal
- Declare a desvantagem de um telescópio refrator
- Descreva a finalidade das lentes acromáticas
- Argumente por que um telescópio refletor é melhor do que um telescópio refrator