Dakle, kako dalekozor radi?
U ovom sveobuhvatnom vodiču, proći ću kroz znanost koja stoji iza toga kako optika u paru dalekozora može prikupiti svjetlost i zatim vam prikazati uvećanu sliku pogleda ispred vas. U budućim člancima planiram proći kroz glavnu mehaniku koja stoji iza načina na koji funkcioniraju mehanizmi fokusa i očnog okvira te niz različitih dostupnih opcija.
Na taj način, siguran sam da ćete do kraja shvatiti kako dalekozor radi i time biti daleko bolje pripremljeni pri odabiru pravog instrumenta za svoje potrebe, a onda kada stigne, moći ćete ga ispravno postaviti i koristiti tako da izvlačite najbolje iz njegove upotrebe. Počnimo:
Dva teleskopa
U najjednostavnijem obliku, dalekozor se u biti sastoji od dva teleskopa postavljena jedan pored drugoga. Dakle, za početak i da malo pojednostavimo stvari, prerežimo dalekozor na pola i prvo naučimo kako teleskop radi, a onda ćemo ih na kraju ponovno sastaviti:
Leće, svjetlost i lom
U osnovi dalekozor radi i povećava pogled korištenjem leća koje uzrokuju nešto što je poznato kao lom svjetlosti:
Kroz vakuum prostora svjetlost putuje pravocrtno, ali dok prolazi kroz različite materijale mijenja brzinu.
Dakle, dok svjetlost prolazi kroz gusti medij poput stakla ili vode, usporava se. To općenito uzrokuje savijanje svjetlosnih valova i to se savijanje svjetlosti naziva lomom. Lom svjetlosti je ono što uzrokuje da slamka izgleda kao da je savijena kada je u čaši vode. također ima mnoge korisne svrhe i ključ je u mogućnosti uvećanja onoga što gledate.
Leće
Umjesto da koriste samo jednostavnu ravnu ploču ili blok stakla, instrumenti poput teleskopa, dalekozora, pa čak i naočala za čitanje koriste posebno oblikovane staklene leće koje se često sastoje od niza pojedinačnih leća koje bolje kontroliraju savijanje svjetlosnih valova. .
Objektiv
(onaj koji je najbliži objektu koji gledate) na dalekozoru je konveksan u obliku, što znači da mu je središte deblje od vanjske strane. Poznata kao konvergentna leća, ona hvata svjetlost s udaljenog objekta, a zatim lomom uzrokuje savijanje svjetlosti i spajanje (konvergiranje) dok prolazi kroz staklo. svjetlosni se valovi tada fokusiraju na točku iza leće.
Leća okulara
zatim uzima ovu fokusiranu svjetlost i povećava je, gdje zatim prelazi u vaše oči.
Povećanje
Prvo svjetlost putuje od subjekta do stvarne slikeAproizvodi leća objektiva. Ta se slika zatim povećava pomoću leće okulara i gleda se kao virtualna slikaB. Rezultat je da uvećani objekti izgledaju kao da su ispred vas i bliže od subjekta.
6x, 7x, 8, 10x ili više.
Količina povećanja slike određena je omjerom žarišne duljine leće objektiva podijeljene sa žarišnom duljinom leće okulara.
Tako će faktor povećanja od 8, na primjer, proizvesti virtualnu sliku koja izgleda 8 puta veća od subjekta.
Koliko vam je povećanje potrebno ovisi o namjeni i često je pogrešno pretpostaviti da je dalekozor bolji što je veća snaga jer veća povećanja također donose mnoge nedostatke. Za više pogledajte ovaj članak: Povećanje, stabilnost, vidno polje i svjetlina
Kao što također možete vidjeti na gornjem dijagramu, virtualna slika je obrnuta. U nastavku ćemo pogledati zašto se to događa i kako se to ispravlja:
Naopako okrenuta slika
Ovo je sjajno i priča može završiti ovdje ako jednostavno izrađujete teleskop za potrebe poput astronomije.
Zapravo, možete vrlo lako napraviti jednostavan teleskop tako da uzmete dvije leće i odvojite ih zatvorenom cijevi. Doista, ovako je otprilike nastao prvi teleskop ikada.
Međutim, ono što ćete primijetiti kada gledate kroz njega je da će slika koju vidite biti okrenuta naopako i preslikana. To je zato što konveksna leća uzrokuje prijelaz svjetlosti dok konvergira.
Zapravo, to možete vrlo lako demonstrirati ako povećalo držite ispruženo otprilike na duljini ruke i gledate neke udaljene predmete kroz njega. Vidjet ćete da će slika biti okrenuta naopako i obrnuto zrcalna.
Za promatranje dalekih zvijezda to zapravo nije problem i doista mnogi astronomski teleskopi proizvode nerektificiranu sliku, ali za zemaljsku upotrebu to je problem. Srećom, postoji nekoliko rješenja:
Ispravljanje slike
Za dalekozore i većinu zemaljskih teleskopa (spotting scopes) postoje dva glavna načina da se to učini, korištenjem konkavne leće za okular ili prizme za podizanje slike:
Galilejeva optika
Koriste se u teleskopima koje je izumio Galileo Galilei u 17. stoljeću, Galilean Optics koristi konveksne leće objektiva na normalan način, ali to mijenja u sustav konkavnih leća za okular.
Također poznata kao divergentna leća, konkavna leća čini da se svjetlosne zrake šire (divergiraju). Dakle, ako se postavi na ispravnu udaljenost od konveksne leće objektiva, može spriječiti prelazak svjetlosti i tako spriječiti da slika postane invertirana.
Nizak trošak i jednostavan za izradu, ovaj se sustav i dan danas koristi na dalekozorima za operu i kazalište.
Međutim, mane su da je teško postići veliko povećanje, dobivate prilično usko vidno polje i dobivate visoku razinu zamućenja slike na rubovima slike.
Zbog ovih razloga za većinu se upotreba sustav prizme smatra boljom alternativom:
Keplerova optika s prizmama
Za razliku od Galilean Optics koja koristi konkavnu leću u okularu, Keplerov optički sustav koristi konveksne leće za objektive kao i leće okulara i općenito se smatra poboljšanjem Galileovog dizajna.
Međutim, sliku još treba ispraviti, a to se postiže upotrebom prizme:
Ispravite obrnutu sliku
Radeći poput zrcala, većina modernih dalekozora koristi uspravne prizme koje reflektiraju svjetlost i na taj način mijenjaju orijentaciju, ispravljajući sliku.
Dok je standardno zrcalo savršeno za gledanje sebe ujutro, u dvogledu ne bi bilo dobro da se svjetlost jednostavno reflektira za 180 stupnjeva i natrag na mjesto odakle je došla jer tada nikada ne biste mogli vidjeti sliku.
Porro prizme
Ovaj problem je prvo riješen korištenjem para Porro prizmi. Nazvana po talijanskom izumitelju Ignaziu Porru, jedna Porrova prizma, poput zrcala, također reflektira svjetlost za 180 stupnjeva i natrag u smjeru iz kojeg je došla, ali to čini paralelno s upadnom svjetlošću, a ne izravno duž iste putanje.
Dakle, ovo stvarno pomaže jer vam omogućuje da postavite dvije od ovih Porro prizmi pod pravim kutom jednu u odnosu na drugu, što zauzvrat znači da onda možete reflektirati svjetlost tako da ne samo da ponovno usmjerava obrnutu sliku, već i učinkovito omogućuje nastavak u istom smjeru i prema okularima.
Uistinu, upravo ove dvije Porro prizme postavljene pod pravim kutom daju dalekozorima njihov tradicionalni, ikonični oblik i zbog čega su njihovi okulari bliže jedan drugome od leća objektiva.
Krovne prizme
Osim Porro prizme, postoji niz drugih dizajna od kojih svaki ima svoje jedinstvene prednosti.
Dvije od njih, Abbe-Koenigova prizma i Schmidt-Pechanova prizma, vrste su krovnih prizmi koje se danas često koriste u dalekozorima.
Među njima, Schmidt-Pechanova prizma je najčešća jer omogućuje proizvođačima da proizvedu kompaktniji, tanji dalekozor s okularima u liniji s objektivima. Loša strana je što zahtijevaju brojne posebne premaze kako bi se postigla potpuna unutarnja refleksija i eliminirao fenomen poznat kao fazni pomak.
Zašto su dalekozori kraći od teleskopa
Druga prednost korištenja prizmi je ta da se, budući da se svjetlost dvaput preokreće dok prolazi kroz prizmu i tako se vraća na sebe, udaljenost koju putuje u tom prostoru se povećava.
Stoga se ukupna duljina dalekozora može skratiti jer se smanjuje i potrebna udaljenost između leća objektiva i okulara i zato su dalekozori kraći od refrakcijskih teleskopa s istim povećanjem jer nemaju prizmu.