Svjetlost u teleskopu 1

Report
Svjetlost u teleskopu
Astronomski
dalekozori, put
svjetlosti, lom
(refrakcija)
Astronomski dalekozori



Dalekozor - osnovni astronomski pribor za
prihvat svjetlosti od nebeskog objekta .
Galileo Galilei – početkom 17.st. koristi
teleskop za astronomska opažanja ( planine
na Mjesecu, pjege na Suncu, Jupiterovi
mjeseci , ...)
Glavni dijelovi teleskopa – objektiv ( leća ili
zrcalo ) i okular
Osnovne funkcije teleskopa



Od objekta sakupiti što
veću količinu svjetlosne
energije i time ostvariti što
svjetliju sliku.
Povećati kut pod kojim se
vidi slika objekta u odnosu
na kut pod kojim se vidi
objekt.
Što bolje razdvojiti slike
bliskih nebeskih tijela.
Stvaranje slike u teleskopu
Svjetlost svjetlećeg objekta prikuplja
objektiv ( leća ili zrcalo) teleskopa .
Slika jako dalekog objekta nastaje u
žarišnoj ravnini objektiva . Okularom se
promatra tu sliku . Slika je uvećana .
Teleskop : a) refraktor , b) reflektor ,
c) katadiopter .
Osnovna svojstva dalekozora:
- promjer objektiva
- kutno povećanje
- svjetlosna moć
- veličina vidnog polja
- razlučivanje
Opažanje samo okom i pomoću teleskopa
Teleskopom vidimo objekte uvećane , sjajnije i razmaknutije nego
što ih vidimo samo okom .
Okulari
Objektivi

Slika u okularu
Tipovi teleskopa
Katadiopter
Reflektor
Refraktor
Tipovi teleskopa
Refraktori


koriste leću kao objektiv za skupljanje
svjetlosti
slika nastaje lomom (refrakcijom) na
površinama leće
Reflektori



koriste sferno zrcalo za skupljanje svjetlosti
koja se odbija (reflektira) od njegove površine
zrcalo – je na dnu optičke cijevi
zrake odbijene od zrcala dolaze do
dijagonalnog zrcala koje pod kutom od 90°
odbija svjetlost do okulara na vrhu optičke
cijevi
Replika
Newtonovog
teleskopa
Katadiopteri



za skupljanje svjetlosti koriste sustav leća i
zrcala
ovisno o položajima leća i zrcala postoji
mnogo vrsta (Schmidt-Cassegrain,
Maksutov-Cassegrain, Ritchey-Chretien... )
Najveći svjetski teleskopi su većinom
katadiopteri
KATADIOPTERI
Zvjezdarnica Oton Kučera , Gimnazija Požega
Teleskop CELESTRON c8 – SP (XLT) Schmidt-Casagrain
Karakteristike :

Tražilac 6x30 ( povećanje tražioca je 6x , a promjer
njegovog objektiva je 30 mm. )

Objektiv: F= 2032 mm , promjer D = 203 mm ( 8¨ )
, f/10

Barlov dodatak 2x

Okulari Plȍssel ( promjer : 31,7 mm = 1,25¨ ) :
f = 9 mm
f = 15 mm
f = 25 mm
f = 40 mm
(Povećanje : 225,8
(Povećanje : 135,5
( Povećanje : 81,3
( Povećanje : 50,8
)
)
)
)
ŠKOLSKI TELESKOPI
Teleskop se , gledajući u tražilac,
usmjerava na zvijezdu tako da os
cijevi usmjeri u nju .
Postava (montaža ) teleskopa :
- ekvatorska ( ima polarnu i
deklinacijsku osovinu)
- azimutalna ( ima vertikalnu i
horizontalnu osovinu )
Kvalitetni teleskopi imaju mehanizam za praćenje
Zemljine vrtnje .
Pazi: Kada su osovine za položaj dalekozora učvršćene,
ne smije se cijev zakretati silom, već samo vijcima za
fino pomicanje.
Ne zaboravi staviti kapu na vrh teleskopske cijevi nakon
promatranja!
Montaže teleskopa
Montaže teleskopa
NAJVEĆI TELESKOPI REFLEKTORI
Naziv
teleskopa
Otvor
Države koje su
sudjelovale u
gradnji
Smještaj
Veliki
dvogledni
teleskop
(LBT)
2 x 8,4
SAD, Italija,
Njemačka
Južnoafrički
veliki teleskop
(SALT)
11,1x9,8 m
Veliki
kanarski
teleskop
(GTC)
10,4 m
Južna Afrika,
SAD, Velika
Britanija,
Njemačka,
Poljska, Novi
Zeland
Španjolska,
M eksiko, SAD
M ount
Graham
International
Observatory,
Arizona, SAD
South African
Astronomical
Observatory,
Južna Afrika
Keck 1
Keck 2
Keckovi
teleskopi
10m 10m
SAD
Hobby-Eberly
teleskop
(HET)
9,2 m
Subaru (NLT)
Vrlo veliki
teleskop
(VLT):
Gemini North
Završetak
konstrukcije
2007.
Napomena
2005.
Segmentno zrcalo od identičnih šesterokutnih
zrcala (ima ih 91). Konstrukcija ograničava
opažanja do 370 zenitne udaljenosti.
Roque de los
M uchachos
Observatory,
Kanarski
Otoci
M auna Kea
Observatory,
Havaji
2006.
Segmentno zrcalo od 36 manjih šesterokutnih,
aktivna optika
1993.
Keck1
1996.
Keck2
Segmentno zrcalo od 36 manjih šesterokutnih,
aktivna i adaptivna optika, interferometrija
SAD, Njemačka
M cDonald
Observatory,
Teksas
1997.
8,3 m
Japan
1999.
8,2 m
8,2 m
8,2 m
8,2 m
8,1 m
8,1 m
Europske
države članice
ESO-a i Čile
M auna Kea
Observatory,
Havaji
Paranal
Observatory,
Čile
Segmentno zrcalo od identičnih šesterokutnih
zrcala (ima ih 91). Fiksni nagib zrcala (550),
slično SALT-u, ograničava opažanja, osnovna
namijena spektroskopija
Kompaktno zrcalo, aktivna optika
M ultiple/M ag
num M irror
Telescope
(MMT)
6,5 m
SAD, Velika
Britanija,
Kanada, Čile,
Australija,
Argentina,
Brazil
SAD
M agellan 1
M agellan 2
6,5 m
SAD
6,5 m
6m
Rusija
Gemini South
Veliki
azimutalni
teleskop
Veliki zenitni
teleskop
(LZT)
Hale
Telescope
6m
Kanada,
Francuska
5m
SAD
M auna Kea
Observatory,
Havaji
1998.
1999.
2000.
2001.
1999.
Zrcalo sačaste izrade; aktivna i adaptivna
optika, interferometrija
Sustav četiri nezavisna reflektorska teleskopa s
mogućnošću interferometrije, aktivna i
adaptivna optika
Identični teleskopi na različitim lokacijama dobra prekrivenost opažanja južnog i sjevernog
neba. Aktivna i adaptivna optika
2001.
Cerro Pachón,
Čile
Fred
Lawrence
Whipple
Observatory,
Arizona, SAD
1987
1999.
Od 1977.-1997. teleskop radio s 6 pojedinačnih
zrcala (odgovarajuća svjelosna moć
kompaktnog zrcala od 4,5m), a od 2002.
postavlja se zrcalo od 6,5m - aktivna i
adaptivna optika
Las Campanas
Observatory,
Chile
Zelenčukskaja
Kavkaz
2000.
Pojedinačni teleskopi koji s usporednim
opažanjima obuhvaćaju veliko područje neba
M aple Ridge,
Britanska
Kolumbija
Palomar
Observatory,
Kalifornija
2003.
Jeftina izvedba - tekuće (živa) sporo rotirajuće
zrcalo. Opaža zenitno područje
1948.
Dodani suvremeni instrumenti, uključujući i
adaptivnu optiku
2002.
1976.
Problemi loše optike i temperaturne prilagodbe
ublaženi naknadno. Loša lokacija.
Najveći teleskopi refraktori
Opservatorij
Smještaj
Opservatorij
Yerkes
Švedski solarni
teleskop,
Opservatorij
Roque de los
M uchachos
Opservatorij Lick
Williams Bay,
Wisconsin, SAD
La Palma,
Kanarski Otoci
Pariški
opservatorij
Astrofizički
opservatorij
Potsdam
Opservatorij Côte
d'Azur
Opservatorij
Allegheny
Krljevski
opservatorij
Greenwich
Dijametar
leće
1,02 m
Žarišna
daljina
19,4 m
Godina
izrade
1897.
1m
15 m
2002.
M ount Hamilton,
California, SAD
M eudon,
Francuska
0,91 m
17,6 m
1888.
0,83 m +
0,62 m
16,2 m
1891.
Potsdam,
Njemačka
0,80 m +
0,50 m
12,0 m
1899.
Nice, Francuska
0,76 m
17,9 m
1888.
Pittsburgh,
Pennsylvania,
SAD
Greenwich,
London,
Engleska
0,76 m
14,1 m
1914.
0,71 m
8,5 m
1894.
Napomena
Danas edukcijski i dijelom
znanstveni programi
Opažanja Sunca
vakuum teleskop;
dodatnim zrcalima ostvarena
adaptivna optika;
Svjetlosno onečišćenje reducirano
ekološkom rasvjetom 1980-ih
Dvostruki teleskop - kupola
oštećena u nevremenu 1999.;
renoviranje
Dvostruki teleskop - nedavno
renoviran kao znanstveni
spomenik
Više ne djeluje kao znanstveni
opservatorij
1985. zamijenjena leća objektiva s
žarištem za crvenu svjetlost (ranije
bilo za plavu); nebo neloše
Danas ima edukcijski značaj
Nastavak :
Najveći teleskopi reflektori
Hubbleov svemirski teleskop (HST)
katadiopter tipa RitcheyChretien
* u orbiti oko Zemlje
• dugačak 11 m , širok 4,2 m
i mase 11 t .
* lansiran 1990. godine
• ima dvije antene, kamere,
spektrograf
• energiju dobiva iz solarnih ploča
• Hubbleov teleskop može
razlučiti kut θ = 0,058˝.
•
Zanimljivost
Najveći teleskop na svijetu je europski Vrlo veliki teleskop (VLT) u Čileu, u pustinji
Atacama. Čine ga četiri 8,2 m teleskopa - svaki milijardu puta snažniji od ljudskog
oka. Povezani računalom, teleskopi skupe toliko svjetlosti koliko i jedno 16,4 m
zrcalo. Kad se povežu s tri druga 1,8 m teleskopa Europskog južnog opservatorija
(ESO), njima se može vidjeti mnogo pojedinosti na nebu (npr.: astronaut koji hoda
Mjesečevom površinom).
Hrvatski znanstvenici


Marin Getaldić (1568.-1626.)– izrađivao i izučavao velika udubljena
parabolična zrcala
Ruđer Bošković (1711.-1787.)– izučavao pogrješke leća .
Marin Getaldić
Ruđer Bošković
Prolaz svjetloski kroz
atmosferu, valne duljine






Svjetlost je dualne prirode – ima svojstva vala ali i
svojstva snopa grudica . Grudice zračenja nazivamo
fotoni ( imaju i valnu duljinu ! ) .
Brzina fotona u vakuumu je c = 3·108 m·s-1 .
Brzina fotona : c = λ·f .
Energija fotona je : E = h ·f = h·c /λ
(h = 6,655·10-34 J·s ; Planckova konstanta )
Fotoni se razlikuju po frekvenciji ( valnoj duljini,energiji ) .
Svjetlost je dio spektra elektromagnetskog zračenja
kojeg čini : kozmičko zračenje , gama zračenje ,
rendgensko zračenje , ultraljubičasto zračenje, vidljiva
svjetlost , infracrveno zračenje , mikro valovi , radio
valovi .
Spektar elektromagnetskog zračenja
PUT SVJETLOSTI
- Zrakopraznim prostorom, podalje od
-
svemirskih masa , svjetlost se širi
pravocrtno ( dokaz: sjene predmeta,
pomrčine) .
Planete vidimo jer odbijaju svjetlost koju dobivaju od Sunca
( odbija se i od površine i od atmosfere planeta)
Zemlja – trećinu svjetlosti izravno odbija ( mračna Mjesečeva
strana – “pepeljasta svjetlost”)
Lom (refrakcija) svjetlosti



Svjetlost promijeni smjer širenja kad prelazi iz jednog
sredstva u drugo . Na granici sredstava mijenja se brzina
svjetlosti .
Kad svjetlost prelazi iz sredstva gdje ima veću brzinu (optički
rjeđe) u sredstvo gdje je brzina manja (optički gušće) lomi se
prema okomici.
Zakon loma : n1·sinα = n2·sinβ
( n-indeks loma , n = c/v )
- Pri širenju elektromagnetskog zračenja ono može biti više ili
manje apsorbirano, može se od drugog sredstva odbiti ili lomiti
pri prelasku u njega .
- U prozirnom sredstvu različite boje svjetlosti imaju različite
brzine tj. Indeks loma . Pojava se zove disperzija svjetlosti .
Crvena svjetlost ima najveću brzinu , a ljubičasta najmanju .
- Propusnost atmosfere ovisi o valnoj duljini zračenja (svjetlosti)
- Prolazeći atmosferom različite gustoće ,svjetlost stalno skreće
-Najmanje mijenja smjer zraka one zvijezde koja je blizu zenitu,
najviše blizu horizontu
-Sunce viđeno u horizontu ustvari je ispod horizonta i ne bismo ga
vidjeli da nema loma svjetlosti.
Večernji i jutarnji sumrak
Aberacija zvijezde



Aberacija zvijezde je prividan pomak
zvijezde na nebeskoj sferi zbog
slaganja gibanja Zemlje i zvijezdine
svjetlosti. U vrijeme dok svjetlost prolazi
uzduž teleskopa on se sa Zemljom giba
poprečno.
Dnevna aberacija zvijezde nastaje
zbog rotacije Zemlje , a njen iznos je
0,32˝.
Godišnja aberacija zvijezde nastaje
zbog gibanja Zemlje oko Sunca.
Najveći iznos godišnje aberacije
zvijezde iznosi 20,5˝.

Albedo
Albedo je mjera moći odbijanja
svjetlosti koju ima neka površina ili
tijelo. To je omjer odbijenog i
primljenog elektromagnetskog zračenja.
Obično izražen kao postotak između
0% i 100%, ovo je značajan pojam
u klimatologiji i astronomiji. Omjer ovisi
o frekvenciji i upadnom kutu
razmatranog zračenja; ako nije
posebno navedeno, podrazumijeva se
prosjek unutar spektra
vidljive svjetlosti koja pada okomito na
površinu. Albedo svježeg snijega je
visok, do 90%. Površina oceana ima
nizak albedo. Zemlja ima prosječan
albedo od 37-39% dok je
albedo Mjeseca oko 12%.. Planete
prekrivene oblacima kao na
primjer Venera (75%) i Jupiter (52%)
imaju ekstremno visok albedo..
Zašto zvijezde titraju?



Svjetlost koja dolazi od zvijezde nam je titrajuća zbog
turbulencija u atmosferi ( nemir- gibanje zraka i zračni
vrtlozi ) .-scientilacija
Titranje je jače kada su zvijezde bliže horizontu. Zvijezdama
se zbog disperzije svjetlosti vide sve dugine boje. Zato nam
se mnoge od njih i čine tako lijepe!
Razlikujemo svjetlost koja dolazi od zvijezde od svjetlosti
koja dolazi od planeta. Od zvijezda nam dolazi manji broj
zraka svjetlosti , koje se neke skretanjem izgube, a s planeta
mnogo zraka stiže istodobno pa se promjene u intenzitetu
slabije uočava.
Wienov zakon


Boja zvijezde ovisi o temperaturi zvijezde .
Wienov zakon : λm· T = C
λm – valna duljina svjetlosti na kojoj je zračenje
najintenzivnije
T - termodinamička temperatura (zvijezde)
C = 2,898·10-3 m ·K
Ozonske rupe


Atmosfera nas štiti od mnogih opasnih elektromagnetskih zračenja
male valne duljine (rendgensko i ultraljubičasto zračenje ) .
Atmosfera (ozon) ga apsorbira . Zbog razvoja nekih industrija
( rashladna tehnika sa freonom ,…) ozonski štit slabi . Nastaju
“ozonske rupe” .
Kroz atmosferu dobro prolazi vidljiva svjetlost , malo ultraljubičastog i
infracrvenog zračenja, te znatan dio radio-valnog zračenja .
Kristina Bišof , 2.B, šk.g. 2011./12.
Razmotri :
1. Što se vidi drugačije dalekozorom nego
prostim okom ?
2. Kako prepoznati da li gledamo planet ili
zvijezdu ?
3. Zašto noću ne vlada savršeni mrak ?
4. Čemu služi tražilac teleskopa ?

similar documents