Thiên văn Đà Nẵng

NHỮNG ĐẶC TÍNH QUANG HỌC CỦA KÍNH THIÊN VĂN

    Mỗi kính thiên văn đều mang trên mình các đặc tính quang học riêng của nó, những tính chất này sẽ là tiêu chí để đánh giá 1 chiếc kính thiên văn có chất lượng. Vậy, những đặc tính đó là gì, chúng ta cùng tìm hiểu nhé !

1.Năng lực thấu quang và độ phân giải (resolution):

   - Mắt chúng ta nhìn thấy mọi vật nhờ ánh sáng truyền từ vật vào mắt, ở những nơi ánh sáng yếu, vật ta nhìn sẽ không rõ hay những vật có màu tối thì chúng ta có thể không nhận ra. Như vậỵ, lượng ánh sáng nhiều hay ít quyết định đến khả năng nhìn rõ mọi vật cho mắt người. Vật kính của KTV có đường kính lớn hơn rất nhiều so với mắt người, do vậy KTV có thể phát hiện được những vật thể xa xôi trong vũ trụ có độ sáng kém gấp trăm triệu lần so với mắt thường. Khả năng đó ta gọi là năng lực thấu quang (còn gọi là độ mở ống kính – Aperture- ký hiệu F) 

G=f/D

(f là tiêu cự vật kính, D là đường kính vật kính)

KTV được bán thường được ký hiệu dưới dạng D”f/F, ví dụ: 8” f/8 , nghĩa là kính có đường kính 8 inch, tiêu cự f= 8x8= 48 inch…

- Trong KTV, tăng lượng ánh sáng nhận từ vật sẽ làm tăng độ chi tiết hình ảnh của vật thể. Độ chi tiết đó gọi là độ phân giải của KTV 

Độ phân giải góc tới hạn được tính bằng: θ =(1.22λ)/D (radian)

λ: Bước sóng ánh sáng.

D: Đường kính vật kính

Vậy, khả năng phân giải của KTV hoàn toàn phụ thuộc vào đường kính vật kính. D càng lớn, góc phân giải được càng nhỏ, tức khả năng phân giải của kính càng cao.
2. Độ phóng đại

    Nhắc đến KTV chúng ta thường nhắc đến độ phóng đại hình ảnh khi nhìn qua kính, nó quyết định đến khả năng nhìn “xa” của chiếc kính đó. Mỗi KTV bao gồm vật kính và thị kính. Đối với KTV khúc xạ ,ánh sáng của các vật thể ở xa vật kính đi qua nó và hội tụ tại tiêu diện ảnh (trong KTV phản xạ, ánh sáng không đi qua vật kính mà sẽ phản xạ khi gặp vật kính, ảnh của vật được tạo ra cũng nằm trên tiêu diện ảnh của vật kính đó). Khoảng cách từ vật kính tới tiêu diện gọi là tiêu cự của vật kính. Sau khi hội tụ nhờ vật kính, ánh sáng từ vật thể lại đi tiếp để rơi

mắt người và thị kính rồi tới quan sát. 

    Kích thước góc của ảnh trong KTV lớn hơn kích thước góc của thiên thể. Quan hệ giữa hai góc này là độ phóng đại (hay độ bội giác) .

Công thức tính độ bội giác:

G=f1/f2

f1,f2 : là tiêu cự của vật kính và thị kính.

Độ phóng đại hữu dụng: 

Theo lý thuyết, ta có thể tăng độ phóng đại của KTV lên vô cùng, nhưng trên thực tế thì ta không làm được điều đó vì ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó có mặt yêu tố độ phân giải đã nêu ở trên. Mỗi kính chỉ có thể đạt được 1 độ phóng đại tối đa mà khi nhìn vật thể, ta có thể phân biệt được những chi tiết của vật thể đó, nếu ta tăng độ phóng đại của kính thì ảnh sẽ không còn rõ nữa.

Công thức tính độ phóng đại hữu dụng: 

Gmax= 2.D với D là đường kính vật kính tính theo mm

Hoặc Gmax=50.D với D là đường kính vật kính tính theo inch

Hình ảnh mô phỏng khả năng phân giải cua KTV

3. Trường nhìn

     Trường nhìn chính là vùng trời ta quan sát được qua kính thiên văn.

Để thiết lập công thức tính trường nhìn qua KTV, ta cần biết về trường nhìn biểu kiến của thị kính (Apparent field of view - AFV) . AFV là độ rộng vùng không gian nhìn thấy được khi ta đặt mắt nhìn qua thị kính (tính bằng độ). Mỗi loại thị kính có cấu tạo khác nhau nên sẽ cho những trường nhìn khác nhau: với thị kính kiểu Huyghen, AFV vào khoảng 25-35 độ, Kellner 40 độ, Ploss 50 độ…

Trường nhìn qua KTV gọi là trường nhìn thực (True field of view – FOV), tức là khoảng không gian nhìn thấy qua thị kính khi đã ráp vào KTV. 

FOV=AFV/M (Độ)

FOV: Trường nhìn qua KTV (độ)

AFV: Trường nhìn biểu kiến của thị kính (độ)

M: Độ phóng đại của KTV

Nhận xét: 

- Càng tăng độ phóng đại thì trường nhìn càng giảm

Ví dụ: Trường nhìn của kính thiên văn có vật kính F500, thị kính Ploss 5mm là:

FOV= 50/100=0,5 độ (50 là trường nhìn biểu kiến của thị kính ploss, 100 là độ phóng đại của KTV. M= 500/50)

Với trường nhìn này, ta có thể quan sát toàn bộ trăng tròn (kích thước góc của trăng tròn là 0.5 độ). 

Trường nhìn rất quan trọng trong việc quan sát, nếu kính có trường nhìn lớn thì chúng ta dễ dàng quan sát những vật thể lớn thay vì phải tinh chỉnh lại KTV để nhìn từng phần.

Hình mô phỏng Cụm sao Pleiades (M45) qua trường nhìn 1 độ và 3 độ

- Trường nhìn phụ thuộc vào tiêu cự của vật kính và thị kính:

Với kính có thị kính cố định thì vật kính có tiêu cự càng nhỏ thì thị trường càng lớn.
Với kính có vật kinh cố định thì thị kính có tiêu cự càng lớn thì thị trường càng lớn.

CLB Thiên văn học Đà Nẵng –DAC
Cẩm nang thiên văn học- phần Kỹ thuật

Các phần liên quan:

[CNTV-KT]Part1.kiến thưc quang học cơ bản.doc

[CNTV-KT] Part3.kính thiên văn khúc xạ.doc

[CNTV-KT]Part4.kính thiên văn phản xạ.doc