Kính thiên văn- Các vấn đề về chế tạo và sử dụng

[hoanggia1703]

Có lẽ nên lập riêng 1 chủ đề về Kính thiên văn, 1 dụng cụ không thể thiếu đối với những người đam mê và có ý muốn khám phá bầu trời. Mình xin phép được lập ra chủ đề này làm nơi thảo luận về các vấn đề khi chế tạo, mua bán và sử dụng kính thiên văn cho HAS. Mời các bạn quan tâm cùng thảo luận

[hoanggia1703]

Để bắt đầu, sau đây sẽ giới thiệu sơ qua về kính thiên văn gọi là cho có đầu có đuôi. Có lẽ sẽ không đi vào chi tiết bởi các tài liệu liên quan đến lý thuyết không thiếu trên mạng, mình sẽ chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản, có liên quan và phục vụ trực tiếp cho việc chế tạo 1 chiếc kính thiên văn.

[dark]

anh đã nói:

Để bắt đầu, sau đây sẽ giới thiệu sơ qua về kính thiên văn gọi là cho có đầu có đuôi. Có lẽ sẽ không đi vào chi tiết bởi các tài liệu liên quan đến lý thuyết không thiếu trên mạng, mình sẽ chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản, có liên quan và phục vụ trực tiếp cho việc chế tạo 1 chiếc kính thiên văn.

thế sao anh không đưa cách làm kính lên luôn nhỉ?

[hoanggia1703]

anh đã nói:

Để bắt đầu, sau đây sẽ giới thiệu sơ qua về kính thiên văn gọi là cho có đầu có đuôi. Có lẽ sẽ không đi vào chi tiết bởi các tài liệu liên quan đến lý thuyết không thiếu trên mạng, mình sẽ chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản, có liên quan và phục vụ trực tiếp cho việc chế tạo 1 chiếc kính thiên văn.

thế sao anh không đưa cách làm kính lên luôn nhỉ?

Đang viết mà bạn

[hoanggia1703]

Các vấn đề cơ bản về kính thiên văn

1- Khái niệm: Kính thiên văn là 1 dụng cụ quang học có tác dụng khuếch đại cường độ ánh sáng và hình ảnh của thiên thể trên bầu trời. Kính có cấu tạo cơ bản là 1 thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (vật kính) và 1 thấu kính có tiêu cự ngắn (thị kính) có thể là kính hội tụ hoặc phân kỳ. Hệ thấu kính này đặt đồng trục và khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được.

2- Các thông số cơ bản:
- Độ bội giác G: Khả năng phóng đại của kính thiên văn. Với các thiên thể (ngắm chừng ở vô cực) thì: G= F/f
Đó cũng chính là độ phóng đại của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực

- Độ mở tương đối R: phản ánh khả năng thu thập ánh sáng của kính thiên văn. Đây là 1 thông số rất quan trọng của kính thiên văn, bởi R càng lớn kính thiên văn sẽ thu được càng nhiều ánh sáng do đó sẽ cho hình ảnh sáng và rõ nét hơn. R được tính bằng : R= D/F

- Thị trường: được hiểu là độ lớn góc của vùng không gian quan sát được qua kính thiên văn. Thị trường phụ thuộc vào tiêu cự của thị kính và vật kính.
+Với vật kính có tiêu cự cố định thì thị kính có tiêu cự càng lớn thị trường sẽ càng lớn
+Với thị kính có tiêu cự cố định thì vật kính có tiêu cự càng nhỏ thị trường sẽ càng lớn

- Độ phóng đại hữu dụng: là khả năng cho độ phóng đại tối đa của kính thiên văn đối với 1 vật kính nhất định. Đây là thông số được người làm kính thiên văn quan tâm nhất.
Như ta đã biết hệ số phóng đại của kính thiên văn G= F/f. Vậy muốn G lớn người ta sẽ tìm cách tăng F hoặc giảm f. Nhưng việc làm đó có giới hạn hay không. Giả sử chúng ta có vật kính với F= 1m. Nếu có thị kính f=1cm ta sẽ có G= 100. Nếu f= 0.5cm thì G=200, tương tự f=0.1 cm… Nếu cứ như vậy, chỉ với vật kính có tiêu cự đủ lớn, chúng ta sẽ có độ phóng đại trong mơ, lên đến hàng trăm, hàng nghìn lần.
Thực tế không hẳn như vậy, mỗi vật kính chỉ cho phép phóng đại tới một giá trị G nhất định, nếu vượt quá giá trị đó ảnh sẽ bị mờ và tối.
Độ phóng đại hữu dụng được tính bằng: N= D*50 (với đường kính D của vật kính tính bằng inch)

3- Các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh qua kính thiên văn:

- Hiện tượng cầu sai: Là hiện tượng khi ánh sáng đi qua thấu kính thì các tia sáng ở gần rìa sẽ hội tụ gần thấu kính hơn, làm ảnh mờ và không sắc nét. Để giảm quang sai người ta phải chế tạo các thấu kính với mặt cong phức tạp để khử cầu sai, còn với dân amateur chúng ta khi dùng vật kính không chất lượng sẽ phải che bớt vật kính lại, dẫn đến D giảm làm giảm độ phóng đại hữu dụng của kính thiên văn.

- Hiện tượng sắc sai: Do bản chất thấu kính giống như nhiều lăng kính ghép lại nên khi ánh sáng đi qua thấu kính sẽ bị tán sắc thành 1 dải biến thiên từ đỏ đến tím. Do đó ảnh của 1 điểm qua thấu kính sẽ không phải là 1 điểm mà là 1vòng màu biến thiên từ đỏ đến tím, đó là hiện tượng sắc sai. Sắc sai làm cho ảnh qua kính thiên văn bị nhoè màu, hình ảnh không trung thực, sắc nét.
Để giảm sắc sai, người ta chế tạo các thị kính không phải là các thấu kính đơn mà là 1 hệ các thấu kính. Độ phóng đại càng cao thì hiện tượng sắc sai gây ảnh hưởng càng nặng nề.

[hoanggia1703]

4- Phân loại kính thiên văn

Có rất nhiều tiêu chí để phân loại kính thiên văn, ở đây chỉ đề cập đến các loại kính thiên văn quang học cơ bản.
a) Kính thiên văn khúc xạ (Refractor)
Kính thiên văn khúc xạ đơn giản là phát minh của Galilê, đây là loại kính thiên văn ra đời sớm nhất. Cấu tạo kính gồm 1 thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn (F) có tác dụng thu ánh sáng từ các thiên thể, sau đó ánh sáng tiếp tục đi qua 1 thấu kính thứ 2 (thị kính) rồi đi đến mắt người quan sát. Thị kính có thể là thấu kinh phân kỳ hoặc hội tụ. Nếu cùng thông số thì thị kính hội tụ cho thị trường rộng hơn nhưng lại tạo ảnh ngược chiều. Thị kính phân kỳ cho thị trường nhỏ hơn nhưng có ưu điểm là cho ảnh thuận chiều của vật thể.

Cấu tạo kính khúc xạ


- Ưu điểm:
+Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, thích hợp cho người mới bắt đầu.
+ Dễ bảo quản, bảo dưỡng
- Nhược điểm:
+ Tuy cấu tạo đơn giản, song việc chế tạo 1 thấu kính lớn với độ chính xác và chất lượng cao là rất khó, do đó khó khắc phục hiện tượng cầu sai và sắc sai.
+ F càng lớn thì kính càng cồng kềnh
+ Thị kính đặt ở cuối kính nên khó quan sát các thiên thể cao

b) Kính thiên văn phản xạ (Reflector)
Newton là người đầu tiên chế tạo và sử dụng kính phản xạ trong quan sát thiên văn, tuy nhiên ý tưởng này được nêu ra trước đó bởi nhà khoa học James Gregory. Điểm khác nhau cơ bản của kính phản xạ và kính khúc xạ nằm ở vật kính. Trong khi kính thiên văn khúc xạ có vật kính là 1 thấu kính hội tụ thì kính phản xạ dùng 1 gương cầu lõm làm vật kính. Về tác dụng, gương cầu lõm cũng có nhiệm vụ hội tụ ánh sáng như 1 thấu kính hội tụ, nhưng có nhiều lý do để người ta sử dụng kính phản xạ thay cho kính khúc xạ.

Cấu tạo kính phản xạ

- Ưu điểm: Kính phản xạ khắc phục được các nhược điểm của kính khúc xạ.
+ Việc chế tạo 1 gương cầu lõm lớn rồi tráng bạc dễ dàng hơn nhiều so với việc đúc 1 thấu kính lớn (dễ bị bọt khí và khó tạo dạng cầu phù hợp để khử cầu sai), do đó có lợi thế về độ mở ống kính, giảm tối đa cầu sai và sắc sai, cho ảnh sáng và rõ nét.
+ Thị kính ở trên thân kính nên việc quan sát thuận tiện hơn
- Nhược điểm: Ống kính to và cồng kềnh hơn

c) Kính thiên văn tổ hợp (Casegrain)
Đây là loại kính thiên văn kết hợp cấu tạo của kính phản xạ và kính khúc xạ. Trong kính sử dụng cả gương cầu và thấu kính để thu thập ánh sáng. Nhờ hệ quang học tổ hợp như vậy, ánh sáng trong ống kính được phản xạ nhiều lần, làm cho chiều dài ống kính giảm nhưng vẫn đảm bảo được độ mở ống kính. Kính thiên văn tổ hợp tận dụng được cả ưu điểm của kính khúc xạ và phản xạ, đồng thời loại bỏ các nhược điểm của 2 loại kính trên. Có thể nói đây là loại đỉnh nhất trong kính thiên văn quang học, tuy nhiên nó có 1 nhược điểm duy nhất là giá rất cao. Hiện nay có 2 mẫu thiết kế kính tổ hợp chính là Schmidt Cassegrain và Maksutov Cassegrain.
Kính Schmidt Cassegrain



Kính Maksutov Cassegrain

[khach]

Em muốn chế tạo 1 chiếc, nay xin ý kiến các bác về nguyên liệu như sau: Gương cầu lõm thì em mua trong bộ dụng cụ thí nghiệm vật lý 7, thị kính thì dùng 2 kính lúp loại 25-30X dc không?

[XelosVN]

góp tiền mua cái cái tầm 500-700k là dùng tốt rồi, tự làm đc cái rẻ nhưng chẳng đâu vào đâu, dùng đồ chuyên nghiệp nhìn cũng khác

[spy007]

Chừng 500-700K đủ sức làm mấy cái rồi bán cho dân không chuyên lấy lời, đủ triệu mua cái kính pro lun ^^

[XelosVN]

bạn đủ sức làm mấy cái, mà thử hỏi có bn người muốn mua 1 cái kính nghiệp dư bạn này tự tin hơi thái quá

[spy007]

Có ng` nào nghèo thì mua thôi, họ ko có đủ tiền để mua kính xịn mà