Teleskop Tipleri, Terimler ve Hesaplamaları

Mercekli Teleskoplar

Objectif çok uzak cisimlerden gelen paralel ışınları arkasındaki odağında toplar. Kullanılan mercek yakınsak-incekenarlı- mercektir.

Gözmerceği (Oküler)’in işi odakta toplanan görüntüyü büyütmek ve ayarlamak içindir. Yeri Objecktif’in odak uzaklığı ile kendi odak uzaklığının çakıştığı yerdir.

Barlow Merceği

Teleskopun odak noktası önüne konur. Kalın kenarlı merceklerden oluşmuş bir sistemdir. Barlow merceği ile odak uzaklığı arttırıldıktan sonra, göz merceğimiz yeni odak noktasına göre kullanılmalıdır. İşlevi teleskopun odak uzaklığını yani büyütme oranını arttırmaktır. Görüntü kalitesi düşer.

Görüntü kalitesini bozmadan odak uzaklığı arttırılmak isteniyorsa, kalın kenarlı tek bir mercek kullanılabilir

Aynalı Teleskoplar

Objektif çukur aynadan oluşur. Paralel elen ışınlar çukur aynanın odağında oluşur.

Birinci aynadan yansıyan ve odakta toplanan ışınlar ikinci düzlem yada dış bükey(tümsek) aynayla teleskopun içine yansıtılır. Bu tipte aynanın önünü kapatması gibi olumsuz bir etkisi vardır.

Aynalı ve Mercekli Teleskopların Karşılaştırılması

• Mercekli teleskoplarda gelen ışığın bir kısmı mercek tarafından soğrulur. Renklenme ve küresellik sapmaları olur. Aynalı teleskoplarda kullanılan sırrın (aleminyum genelde) kalitesi ile neredeyse yok gibidir bu sapmalar ve bozulmalar.
• Mercekli teleskoplarda boru boyunun objecktifin odak uzaklığı kadar olmalıdır. Aynalıda odak uzaklğı başka aynalarla kısaltılabilir.

Aynalı Teleskop Türleri

Yansıyan ışınların yoluna konulan ikincil aynalarla yollarının değiştirilmesi ve odak noktasının istenilen yere taşınması işlemine göre değişik türler vardır.

Newtonian Türü

• Birincil Ayna: Sapınçları azaltmak için dönel paraboloid
• İkinci Ayna: Elips biçiminde kesilmiş düzlem ayna
• Görüntünün oluştuğu yer: Teleskop borusunun dışında ve açık ucuna yakın bir yerde.
• Bu tipte tüp-boru uzunluğu birincil aynanın odak uzunluğuna hemen hemen eşittir. İkincil ayna düzlem ayna olduğu için, birinci aynadan yansıyan ışınların yol uzunluklarını değiştirmez. Başka bir deyişle, görüntü birinci aynanın odağında oluşur, ancak odak telekop borusunun dışına taşınmıştır.
• Birinci aynanın konumunun ayarlanması, ikinci aynanın eğiliminin ve odak ayarlarının denetimi kolay olduğu için oldukça kullanışlıdır.

• 

Olumlu Tarafları

1. Merceklere göre maliyetleri daha ucuzdur.
2. Odak uzaklığı 100cm kadar alan olanların taşınması kolaydır.
3. F/4 ,F/8 hızlı odak oranlarına sahip olduklarından gökadalar, bulutsular, yıldız kümeleri yarı derin uzay için idealdir. (Gezegen ve Ay)
4. Optik sapınç çok azdır.

Olumsuz Tarafları

1. Tüpün ağzı açık olduğundan, tüp içerisinde oluşacak hava akımları görüntüyü etkiler.
2. Ayna havayla temas halinde olduğu için yüzey sırrı bozulabilir.
3. Merceklere göre daha duyarlıdır.
4. Açıklık arttıkça taşıması zorlaşır.
5. Yeryüzündeki cisimler için uygun değildir.,
6. İki ayna nedeni ile ışık kaybı söz konusudur.

Cassegrain Türü

• Birincil Ayna: Sapınçları azaltmak için dönel paraboloid çukur ayna
• İkincil Ayna: Hiperboloid tümsek ikinci ayna
• Görüntünün Oluştuğu Yer: Birinci aynanın arkasındaki açıklıktan çıkarak, birinci aynanın arkasındaki asal eksende
• Gelen ışınlar çukur aynada yansıdıktan sonra odakta bulunan tümsek aynanın odağına gelir ve paralel yansır. Bu ışınlar çukur aynanın ortasındaki delikten geçer. Aynanın arkasında tüp dışında odaklanır.
• İkinci ayna, birinci aynadan yansıyan ışınların tümünü yansıtabilecek büyüklükte yapılır. Birinci aynın ortasındaki açıklık, ikinci aynanın yansıttığı ışınların tamamını geçirecek şekilde yapılır.
• İkinci aynanın yeri çok yavaş değiştirilebilir ve böylece birinci aynanın ortasında yer alan odak noktası için ayarlama yada değişiklik yapma olanığı doğar.

Olumlu Tarafları

1. Göz merceğinden incelenecek cisim doğrultusunda bakılıyor olması kimileri için avantaj sayılabilir.
2. Otomatik olmayan küçük teleskoplar için yönlendirici de daha kolaylık sağlar.

Olumsuz Tarafları

1. Newtonian ile aynı maddeler

Gregorian Türü

• Birincil Ayna: En basit küresel ayna. Sapınçları azaltmak için dönel paraboloid çukur ayna.
• İkinci Ayna: Çukur ikinci ayna, birinci aynanın odağının ötesinde.
• Görüntünün Oluştuğu Yer: Birinci aynanın önüne 45 derecelik açıyla konularak üçüncü bir düzlem aynayla ikincil aynadan yansıyan ışık ışınları teleskopun dönme ekseninden dışarıya alınır. Ya da Cassegrain türü teleskoplarda olduğu gibi birinci aynanın ortasındaki açıklıktan çıkarak birinci aynanın hemen arkasında, asal eksen üzerinde.
• Birinci aynadan gelen ışınlar ikincil ayna yardımıyla üçüncü aynaya aktarılır. Üçüncü ayna odağı ortalardaki açıklıklardan dışarı aktarılır.
• Odak teleskopun dışına çıkartıldığı için, tüp odak noktasına konulacak özellikle ağır gözlem aletlerinin denge bozucu etkilerinden kurtulmuş olmaktadır. Bu tür odaklamaya Nasmyth denir.
• Gregorian sistemde, birinci ve ikinci aynadan yansıyan ışınlar, birden fazla aynadan bir sistemle, teleskopun dönme eksenlerinden geçirilerek, teleskopun gövdesinin de dışında bir başka ortama aktarılabilmektedir. Teleskopun hareketinden bağımsız olarak, hep istenilen bir yerde odaklama işlemi yapılmış olur.
• Sistemden çok fazla ayna olması sebebi ile soğurma fazla olur ve bu bir dezavantajdır.
• Ayrıca ışığın yolunun fazla uzaması da bir dezavantajdır.

Aynalı - Mercekli Teleskop Türleri

Schmidt-Camera Türü

• Optik uzmanı Schmidt , optik sistemlerde özellikle geniş olan görüntülerde ortaya çıkan, eğik gelen ışınların bakışıksınlık doğurması ve görüntü hataları oluşturmasını küresel sapınçları, düzeltme mercekleri kullanarak ortadan kaldırmıştır.
• Birinci aynanın küresel olmasından kaynaklanan küresellik sapıncını ortadan kaldırmak için, giriş açıklığının olduğu yere bir düzeltme merceği koymuştur.
• Schmidt teleskoplar hızlı teleskopik sistemler olarak (f/3 ve daha küçük) yapılmaktadır.

Schmidt - Cassegrain Türü

• Schmidt kamerada ortaya çıkan hantal yapı ve kullanışsız odak düzlemi gibi olumsuzlukları ortadan kaldırmak için sistemin Cassegrain sisteme uyarlanması şeklindeki bir yapıdır.
• f/10 - f/12 odak oranlarına sahiptirler.
• Tüm teleskop optik kurguları içerisinde en iyi ve uygun fiyatı olanlardır.
• Mercek ve ayna kusurları ortadan kalkmış, kapalı tüp, dayanıklı, masrafsız, kullanışlı ve odaklama yeteneği en iyi olan türdür.

Maksutov - Cassegrain

• Schmidt-Cassegrain ile benzerdir.
• Düzeltici merceğin dışa bakan ksımı iç bükey (kalın), iç tarafta kalan ise dış bukeydir.
• Birinci ayna daha yakındır. Bu nedenle boyları daha kısadır.
• Optik kurgusu daha basittir. Dolayısı ile daha uzundur.

Schmitd - Newtonian

• Newtonian aynalarıyla, schmidt düzeltici merceklerini bir arada bulunduran melez bir optik kurguya sahiptir.
• f/4,5 yada daha küçüktürler.
• Zengin bir görüş alnı sağlarlar.

Teleskoplar İle İlgili Terimler

Odak Uzaklığı (f): Görüntünün oluştuğu noktanın aynaya (yada merceğe) olan uzaklığına denir.

Teleskop Açıklığı (D-2R): Teleskopun objectifinin yada birincil aynanın çapına eşittir.

Odak Oranı: Teleskopun odak uzaklığının (f) teleskopun açıklığına oranıdır. f/10 anlamı teleskopun açıklığının, odak uzaklığının 1/10 kadar olması demektir.

Örnek: D-40’ın odak oranı f/12,5 ise etkin odak uzaklığı nedir?

2R=40 (objektif çapı, teleskop açıklığı)

f=40 -> 40 x 12,5 = 500 cm

Göreli Işık Toplama Gücü: Objektif çapı arttıkça ışık toplama noktaları artar ve bu da gözün göremeyeceği cisimleri görmemizi sağlar.

Giriş Açıklığı (D): Teleskopa giren ışık demetinin çağı - Teleskop Açıklğı -

Çıkış Açıklığı: Göz merceğinden çıkan dairesel ışık demetinin çapı (d)

Teleskopun Büyütmesi

T. etkin odak uzaklığı / göz merceğinin odak uzaklığı

Giriş açıklığı (D) / Çıkış açıklığı (d)

Kişiler için kullanılan teleskoplarda birincil ve ikincil aynaların yerleri sabittir ve değiştirilmez parçalardır. Bu nedenle giriş açıklığı (D), etkin odak uzaklığı, odak oranı değişmez. Fakat göz merceği isteğe ve amaca uygun olarak değiştirilebilir.

Örnek: 8’’ bir teleksop, odak oranı f/10, odak uzaklıkları 30 mm ve 10 mm için büyütme oranları?

8’’(inc) *  2.54 cm = 20,32 cm -> 203,2 mm = f/10 = 2032 mm (Etkin odak uzaklığı)

30 mm için: 2032 / 30 = 68x büyütme

10 mm için: 2032 / 10 = 203x büyütme

Teleskopun çıkış açıklığı (d) en fazla gözün karanlıktaki geniş açıklığı (7-8 mm) (gözbebeği) kadar olmalıdır.

Minimum ve Maksimum Büyütme

Bmin gözün giriş açıklığı kadar olmalı. 8 mm.

Bmax üst sınır için farklı değerler ön görülmektedir.

1. Teleskop açıklığının (D) 60 katı 8’’ x 60 = 480x
2. Bir başkası gözün doğasına uygun olarak mm cinsinden açıklık değeri kabul edilir.
1. 8’’ = 203,2mm = Bmax = 200x
3. Küçük teleskoplar için daha çok Bmax = 2xD(mm) kullanıllır.

Not: Büyütme değeri arttıkça görüntü yayılmış olacağından parlaklık azalır ve kalite düşer.