El Telescopio. Óptico. Emilio J. Alfaro Instituto de Astrofísica de Andalucía. Cuatro siglos a través del telescopio

Transcripción

1 El Telescopio Óptico Emilio J. Alfaro Instituto de Astrofísica de Andalucía Cuatro siglos a través del telescopio LX Cursos de Verano de la UCA Cádiz 17 de Julio de 2009

2 La celebración de Galileo

3 Escritura y Astronomía Los primeros restos de escritura parecen datar de 4000 a. C. Algunas fuentes citan que estas tablillas nos hablan de la posición del Sol, la Luna y los planetas Parece ser el primer artículo astronómico conocido-

4 Telescopio Historia

5 Nuestros telescopios y detectores Telescopios - El ojo (Homo astronomicus) - Telescopio óptico (desde el XVII) - Espaciales (desde los 70 del XX) Detectores - El ojo (Homo astronomicus) - Placa fotográfica (desde los 40 del XIX) - Detectores de radio (desde los 50 del XX) - Interferómetros (desde los 70 del XX) - Segmentados (desde los 80 del XX) - Resto del espectro (desde los 70 del XX) Detectores lineales (CCDs) (desde los 80 del XX)

6 El ojo Córnea, o lente externa del ojo, de pequeña curvatura. Su función consiste en proteger al ojo y corregir la aberración esférica. Su índice de refracción es 1,38. Humor acuoso, un líquido de índice de refracción 1,34 que contiene un diafragma de apertura variable denominado iris, en cuyo centro se encuentra la pupila o niña. Cristalino, una lente convergente flexible que se sostiene por los músculos ciliares. La contracción o dilatación de estos músculos permite acomodar la distancia focal del ojo para enfocar la imagen de los objetos. Humor vítreo, un líquido de aspecto vidrioso que ocupa la mayor parte del globo ocular, con un índice de refracción de 1,34. Retina, pantalla donde se forman las imágenes. Contiene dos tipos de células: los conos, que permiten distinguir los colores, y los bastones, muy sensibles a la luz.

7 No uno, varios instrumentos

8 El ojo y el color

9 Es un buen instrumento para la Astronomía? El ojo presenta aberración cromática No puede integrar a voluntad, refresca la retina con un período inferior a la décima de segundo

10 Esferas Armillares Observatorios de Taqi al Din y Tycho Brahe

11 Cuadrantes Murales

12 Semicírculo azimutal

13 Sextantes

14 El Astrolabio

15 Un poco de Óptica (muy poco) Magnificación Solo para Poder objetos Separador extensos

16 El telescopio de Galileo Dos problemas: a) Aberración cromática b) Aberración esférica circa Magnificación= F (objetivo)/f (ocular) Poder Separador= 0.85 x 1.22 x λ /D

17 Telescopio de Galileo (Réplica)

18 Esquema Posiblemente el esquema más antiguo de un telescopio que tenemos

19 Lente de un objetivo de Galileo (rota)

20 1616 Jan Brueghel el Viejo El sentido de la Vista

21 Los telescopios largos Para disminuir (no se elimina totalmente) la aberración esférica la solución fue utilizar lentes con un gran radio de curvatura (muy planas) y por lo tanto con una gran distancia focal, y utilización de la parte central de la lente (Snellius 1621; Descartes 1638)

22 Observación por reflexión La idea de utilizar espejos para disminuir la longitud del telescopio se la debemos a Hooke También se conocía que otras superficies distintas a una esfera podían resolver el problema de la aberración esférica Pero seguía sin resolverse el problema de la aberración cromática (aparece el gran Newton)

23 Primeros Reflectores James Gregory (1663) Su problema; la ambición. Quiso corregir ambas aberraciones, la cromática y la esférica. Su proyecto era muy complicado para la tecnología del momento y nunca llegó a fabricar un buen telescopio

24 El reflector de Newton (1668) El primer reflector que funcionó 1672

25 Los reflectores

26 Problemas (reflectores) La reflectividad de las aleaciones metálicas era más baja que la transmisión de las lentes de vidrio (16 %) El espejo metálico se deslustraba cada cierto tiempo y era necesario volverlo a pulir, mientras que bastaba limpiar el polvo de las lentes La utilización del micrómetro en los telescopios refractores era más fácil que en los reflectores Esto hizo que los telescopios refractores siguieran usándose preferentemente por los astrónomos profesionales hasta finales del XIX

27 La competición Refractores Lente acromática (Dollond 1757) Fundición de cristal más homogéneo (aumenta tamaño de la lente) (Guinand y Fraunhofer 1808) Las mejores lentes Clark Hall (finales del XIX) Reflectores El pulido de superficies no esféricas (Hadley 1721, Short 1740) Nuevas aleaciones R=60%, (Herschel 1781) y espejos paraboloides Nuevas aleaciones y mayor tamaño (1.8 m). El Gran Leviatán de Lord Rosse (1845) Aluminizado del espejo Foucault 1857

28 Refractores

29 M51: Ó lo que hay que ver

30 La Nueva Física

31 La Luz

32 Atmósfera Impide al paso a un gran rango de longitudes de onda. Distorsiona la imagen del objeto. Incluso en el visible absorbe casi un 20% de la luz.

33 La luz y la atmósfera

34 Cómo resolver este problema? Sensibilidad Calidad de imagen Rango espectral Mayores telescopios Telescopios espaciales Óptica Adaptativa Interferometría

35 M51: Ó lo que hay que ver

36 Observatorio del Teide

37 Roque de los Muchachs

38

39 Telescopios espaciales

40 El telescopio espacial Hubble

41 Antes y después de las gafas

42 GTC Gran Telescopio Canarias

43 GTC

44 Gran Telescopio Canarias

45 Óptica Adaptativa