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Tema 7. Sistemas telescópicos
M. Martínez / A. Pons
DIPL. EN ÓPTICA Y OPTOMETRÍA
TEMA 7.- SISTEMAS TELESCÓPICOS
Introducción.
La condición afocal.
Anteojo Astronómico.
Aumento visual. Campo angular. Diafragma de campo y retículos. Profundidad de enfoque. Oculares dobles.Sistema inversor. Luminosidad. Poder separador.
Anteojo de Galileo.
Campo angular. Profundidad de enfoque. Luminosidad. Poder separador. Ventajas e inconvenientes del Anteojo de Galileo.
Telescopios reflectores.
Propiedades de los Telescopios reflectores. Telescopio de Newton. Telescopio de Cassegrain.
Denominación comercial y ejemplos.
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SISTEMAS TELESCÓPICOS
7.1.- Introducción
Telescopios
: Instrumentos ópticos subjetivos para la observación
de objetos lejanos. Están compuestos, básicamente, por doselementos:
•^
Objetivo: Elemento convergente.
-^
Ocular: Convergente o divergente.
Características generales
Son sistemas
afocales
Dado un objeto situado en el infinito,
proporcionan una imagen situada también en el infinito.
Presentan al ojo una imagen aumentada de objetos extensos.
Para la observación de objetos puntuales son instrumentos muy luminosos.
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7.2.- La condición afocal
Todos los Telescopios son
Sistemas afocales
Transforman
un haz colimado incidente en un haz emergente tambiéncolimado pero con una inclinación mayor.^
Sistema afocal más simple: está formado por el acoplamiento de dos lentes convergentes, de forma que el foco imagen de laprimera coincide con el foco objeto de la segunda:
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7.2.- La condición afocal
Los Sistemas afocales carecen de puntos cardinales y, por tanto, para su estudio no puede utilizarse las ecuaciones deconjugación Gauss o de Newton.
Pueden analizarse de modo muy simple adaptando las ecuaciones de conjugación de Gauss generalizadas.
2
' 0
0
P
' 0
0
P
0
1 P
x
x x x
β
β
β
β
=
=
(^2) P^
P
'
'
0
P
'^
' ' 1
'
o^
o
o o
n
n
n
x
x
f
β n x n x
β
β
β
−
=
=
'
' n
n
f
=
=
∞
Ecuaciones de conjugación
de Gauss generalizadas
Ecuaciones de conjugación
de Gauss generalizadaspara Sistemas afocales
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Ecuaciones de correspondencia para los Sistemas afocales
' 2
P^
0
' 1 f f
β
β
= −
=
P
P´
z
P
2
' 0
0
P
' 0
0
P
0
1 P
x
x x x
β
β
β
β
=
=
2 2
'^
' 2
' 2
'^
'
p^
p
p
p
p
z z
f
z^
f
f^
z
β
= −
= −
=
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7.3.- Anteojo Astronómico (o de Kepler)
Objetivo (convergente)
Ocular (convergente)
Johannes Kepler
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10 / 62
' '
1
ob
K
oc
P
f f
Γ
= −
=
β
7.3.1.- Aumento visual
El Aumento visual es negativo:
-^
No es importante en la observación astronómica.
-^
El Anteojo Astronómico no sirve para la observación terrestre.
Para obtener valores altos del aumento visual es necesario que
'^
'
ob
oc
f^
f
'
'
'^
100
10
varía entre unos decímetros y varios metros
1
1
Apertura Relativa:
Características de los Objetivos:Características de los Oculares:
varía entre
y
10
20
varía entre
y
ob
ob ob
f oc
AR
f
f^
mm
mm φ =
→
(2.
oc Γ
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7.3.2.- Campo angular
El Campo visual del Anteojo Astronómico es angular ya que el plano objeto está situado en el infinito. Cálculo del Campo de iluminación media en el espacio óptico imagen: ^ El ocular y la pupila del ojo están en el espacio imagen. ^ Hay que calcular la posición del conjugado del objetivo en el espacio imagen. ^ La imagen final proporcionada por el Anteojo está en el infinito. ^ En los Sistemas telescópicos la montura del objetivo actúa como Diafragmade Apertura (y Pupila de Entrada) y, por tanto, su conjugado en el espacioimagen es la Pupila de Salida.
Objetivo
Ocular
Pupila de entrada
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Cálculo del Campo de iluminación media en el espacio óptico imagen El semicampo imagen de iluminación media es el ángulo subtendido por la montura del Ocular desde el centro de la Pupila del ojo
'
'
tan
oc
m
p
w
a
tan
oc 2
m w
e
Campo de iluminación media en el espacio
óptico objeto (Campo visual)
Objetivo
Ocular
Pupila de entrada
w
m
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El Anteojo Astronómico tiene la ventaja de proporcionar una imagen intermedia real.
Sobre el plano de la imagen intermedia pueden situarse, para mejorar la calidad de la observación, los siguientes elementos :
•^
Diafragma de campo:
Elemento opaco con una abertura circular
que permite limitar el campo de observación eliminando el viñeteado. •^
Retículo:
Elemento transparente, con dibujo de líneas o escala.
•^
Se observa nítidamente a la vez que el objeto.
-^
Sirve para fijar la dirección del punto de mira o medir:
•^
El tamaño angular del objeto.
-^
La separación angular de dos objetos puntuales.
7.3.3.-Diafragma de campo y retículos
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OBSERVADOR EMÉTROPE
independientemente de la posición de
e^
P O
r
Campo axial:
es virtual
es virtual
(^
) y, virtualmente, (
es real
es re
(
al )
OBSERVADOR HIPERMÉTROPE
R
R
R
P
P
e
P O
O
O
O
O
O
p
r
%^
%^
2
toma un valor finito y negativo
No describe fielmente las dimensiones del campo axial
2
(^
e^
R
P
P
R
K
O O
x
x
p
r
%^
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Límites de enfoque
En los Sistemas telescópicos la Profundidad de enfoque es un parámetro poco adecuado para representar la magnitud delcampo axial.
Lo realmente relevante son los valores de
x
P
y x
R
, que
indican las posiciones de los
Límites de enfoque
2
(^
e^
R
P
P
R
K
O O
x
x
p
r
%^
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19 / 62
L
E
L
F
H
oc
H’
oc
oc
E
'^
f^
f
F
oc
H F
2 E
E
oc
E
' F
'^
'^
'^
f
H
F
f^
f −
p
tan
'^
E '
m w
φ a
'
'^
' '
tan
tan
m
E
m
K
ob
E F
w
w
f^
f
e
f
2
p^
E F
tan
'^
'^
E
E
m
K
w
a
f
e
f
El Campo aumenta al utilizar oculares compuestos
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7.3.7.- Sistema Inversor ^
Una
de
las
soluciones
para
lograr
que
la
imagen
final
esté
derecha consiste en añadir un
Sistema Inversor:
- Sistema convergente, situado entre el Objetivo y el ocular,que produce una inversión de la imagen intermedia. • El Sistema Inversor más sencillo es una
lente convergente en
configuración
4f
- Al Sistema Inversor se le llama también
Vehículo
ya que,
adicionalmente, transporta la imagen intermedia a otro plano.
El Anteojo Astronómico proporciona una imagen invertida de los objetos observados
.^
Sin embargo, para la observación de objetos
situados en la superficie terrestre se necesita que la imagen finalesté derecha
