Stínìní Odrazy na tubusu sni¾ují kontrast:
Stínìním se eliminují odrazy pod malými úhly. •
•
Refraktor stínící krou¾ky se umístí tak, aby z ohniskové roviny nebyla vidìt ¾ádná èást tubusu osvìtlená objektivem. Poèet krou¾kù roste se zmen¹ujícím se prùmìrem tubusu! Newton tentý¾ princip, ale musí se poèítat s odrazem od sekundárního zrcadla.
•
Cassegrain nejhor¹í { svìtlo mù¾e dosáhnout ohniskové roviny bez odrazu { stínìní sestává ze zadní (míøící od M1 k M2) a pøední (míøící od M2 k M1) trubice. { ¾ádná vinìtace ⇒ kónický tvar trubic. Pøední se roz¹iøuje, zadní zu¾uje. To zpùsobuje vìt¹í zaclonìní vstupního svazku. Zadní trubice komplikuje zaostøování posuvem prim. zrcadla. { co nejmen¹í zaclonìní vstupního svazku ⇒ válcová pøední trubice ⇒ vinìtace krajù zorného pole (a¾ o desítky procent) { stínìní se u Cassegrainu, Schmidt-Cassegrainu, a Maksutov-Cassegrainu mírnì li¹í { obvykle se musí postupovat metodou postupných aproximací { u vizuálních teleskopù pøichází v úvahu i umístìní clonky do výstupní pupily
Vinìtace typ Newton refraktor Cassegrain S/M komora S/M Cassegrain S-C. komora
clona
vinìtace
prim. zrcadlo objektiv prim. zrcadlo korektor korektor korektor, clona
sekund. zrcadlo zaostøovací mechanismus sekund. zrcadlo, stínìní prim. zrcadlo prim./sek. zrcadlo, stínìní prim./sek. zrcadlo
Dal¹í problémy: • •
interní re exe v katadioptrických systémech: vnìj¹í odrazy, vnitøní odrazy (duchy) ztráta svìtla na rozhraní
index lomu 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 % odra¾eno 2.8 4 5.3 6.7 8.2 9.6 Øe¹ení: tenké vrstvy. Pø. uorit hoøeènatý MgF2 (n = 1.38) vrstva tlou¹»ky λ/4 se chová jako protiodrazná ideální pro sklo n = 1.9, jinak men¹í úèinnost u bì¾ných skel se sní¾í odraz ze 4% na asi 1%
Pøíslu¹enství Polní korektory Pou¾ití: vyrovnávají zklenutí pole •
•
kontaktní, Rc = RF n−1 n { obtí¾ná montá¾, zaostøování { prach, ¹krábance se projeví na snímku { vnitøní re exe { nevná¹ejí vady do zobrazení bezkontaktní { musí se achromatizovat { mìní ohniskovou vzdálenost { mìly by se optimalizovat pro daný objektiv/zrcadlo
Fokální korektory Vkládají se do konvergujícího svazku nedaleko ohniskové roviny. Pou¾ití: • primární ohnisko { korekce SA,CO sférického zrcadla: Jones, Brixner, JonesBird { korekce vad hyperbolického, popø. parabolického zrcadla: ∗ jednoduchá asférická deska ∗ slo¾ený asférický korektor ∗ sférický korektor: Waynùv triplet •
sekundární ohnisko { odstranìní zbytkových vad a zvìt¹ení zorného pole Cassegrainù: asférická deska
Vìt¹inou je tøeba pou¾ít více èlenù. Napø. u paraboloidu jeden èlen vnese SA. Jones, Brixner, Jones-Bird: cílem je korigovat SA, CO primárního zrcadla bez zpùsobení barevné vady chovají se jako rozptylky (negativní achromát), prodlu¾ují f zrcadla pø. 2,5x f /4 → f /10 1,5x f /4 → f /6 zkracují stavební délku
achromatizace: rozptylka { korunové sklo spojka { intové sklo
opaènì ne¾ u achrom. tele!
typy: tmelené: Jones, Brixner netmelené: Jones-Bird (lep¹í korekce) Celkovì vzato jsou vady mnohem hor¹í, ne¾ u systémù s celoaperturními korektory. To je dáno nenulovou mohutností èlenu. Pou¾ití: levné komerèní teleskopy.
Fokální extendery/reducery Mìní ohniskovou vzdálenost u¾ korigovaného systému. { prodlou¾ení (Barlow) negativní soustava, obvykle achromatický dublet, umístìna pøed ohniskem objektivu pou¾ití: dvì rùzná zvìt¹ení se stejným okulárem, pohodlnìj¹í pozorování pøi velkých zvìt¹eních { zkrácení spojná achromatická soustava pou¾ití: obvykle pøi fotogra i, zvìt¹ení zorného pole, zmen¹ení expozièní doby
fc =
fo fB fB ± d
dc = fB (mB − 1) = mB d
d
dc
Slo¾itost návrhu vzrùstá s rostoucím prodlu¾ovacím faktorem • rostoucí svìtelností objektivu • zvìt¹ujícími se vadami objektivu obvykle mB ≈ 2 − 3x •
mB
pozn. • Barlow jako rozptylka také èásteènì koriguje zklenutí pole, reduktor naopak • Pro lep¹í korekci je mo¾né pou¾ít speciální skla
Okuláry fo f = Do D
svìtelnost svazku vstupujícího do okuláru = svìtelnosti objektivu
Typy: Huygens: 2 spojné èoèky ze stejného skla achromatická kombinace d = (f1 + f2)/2 obvykle se volí f1 = 2f2 Ramsden: volba f1 = f2 = d meziobraz splývá s polní èoèkou, proto obvykle volíme d < f1, f2 ⇒ reziduální barevná vada meziobraz le¾í pøed polní èoèkou dpup ≈ 0.2fo { nepøíjemné u krátkých ohnisek Kellner: rùzná skla, lep¹í korekce vad a
dpup
Plössl: symetrický návrh, vìt¹í FOV (a¾ 50 deg.), velmi populární
dpup ≈ 0.8fo,
Abbe (ortoskopický): vyznaèuje se malou distorzí.
Okuláry se zorným polem vìt¹ím ne¾ 60o se nazývají ¹irokoúhlé. nejoblíbenìj¹í: Er e, Nagler, Nagler II
Vady okulárù: hlavnì SA, AST (CO je zanedbatelná) • • •
•
SA: se projevuje u velmi svìtelných objektivù AST a zklenutí pole: jsou obtí¾né korigovat, AST je úmìrný svìtelnosti distorze: objevuje se zvlá¹tì u ¹irokoúhlých okulárù; { pozemská pozorování { po¾adujeme y = f tan β (¾ádná lineární distorze) { astronomie { po¾adujeme y = f β (¾ádná úhlová distorze) není mo¾no splnit obì podmínky souèasnì SA výstupní pupily: poloha výstupní pupily se li¹í pro rùzné svazky; objevuje se u okulárù s dlouhou ohniskovou vzdáleností, ¹irokým úhlem, popø. obojím
Poznámky: •
prùmìr výstupní pupily musí být men¹í ne¾ prùmìr vstupní pupily oka (ve dne 2 − 3mm, v noci 7 − 8mm)
•
pozorování na kraji zorného pole ¹irokoúhlých okulárù je obtí¾né
•
Newton, Cassegrain ve dne { M2 stíní pøi malých zvìt¹eních ve dne
pø. vlivu velikosti pupily oka: binokulár D = 50mm, f = 200mm, f /4, Kellnerùv okulár ve dne De ≈ 20mm v noci má okulár velké aberace, ale ostrost vidìní je mnohem men¹í
Trasování okulárù 1. nalézt polohu výstupní pupily 2. trasovat zpìtnì kolimovaný svazek do ohniskové roviny okuláru 3. kritérium ostrosti je rozli¹ovací schopnost oka (kolem 10) Výsledky: • • • •
ostrost silnì závisí na svìtelnosti f /15 má stále velkou vadu na kraji FOV Hugyens není vhodný pro vìt¹í svìtelnost ne¾ f /6 (SA) barevná vada je dobøe korigována a¾ na Ramsden, Er e a Kellner
Hugyensùv okulár je stále pou¾íván s velkými refraktory
Nagler (1980) nejmodernìj¹í návrh ultra-¹irokoúhlého okuláru 7 èoèek, FOV a¾ 90o • • •
skládá se z rozptylého a spojného èlenu, clona je uvnitø okuláru zklenutí pole rozptylky a spojky se kompenzují (viz Barlow) okulár je velký a tì¾ký (f = 13mm má prùmìr 62mm, f = 25mm by mìl prùmìr 180mm a vá¾il by 5kg )
Nagler má velkou SA výstupní pupily • • •
hodí se pouze pro krátké ohniskové vzdálenosti SA výstupní pupily je eliminována v novìj¹ím typu Nagler II ⇒ vyrábí se pro vìt¹í f vynikající korekce AST (nìkolikrát lep¹í ne¾ u Er e)
• dpup ≈ 1.2fo
Vy¹etøování kombinací objektiv/okulár: Teoreticky je mo¾no navrhnout okulár speciálnì pro daný objektiv . . . málo pou¾íváno Trasování: kolimovaný výstupní svazek se zobrazí soustavou bez vad (napø. velmi málo svìtelný paraboloid) Nìkterá pravidla: • • •
AST okuláru obvykle pøeva¾uje nad AST objektivu AST okuláru obvykle pøeva¾uje i nad CO objektivu vady okuláru dominují celkovým vadám
neostrost na okraji FOV se pøipisuje okuláru, ale je vìt¹inou zpùsobena okulárem ⇒
