טלסקופ שובר האור הגדול בעולם במצפה הכוכבים ירקס. הטלסקופ בעל עדשה של "40 (1.02 מטר)
טלסקופ שובר-אור הוא טלסקופ המשתמש בעדשה מרכזת ועינית מסוג כלשהו ליצירת דמות. הטלסקופים הראשונים ששימשו לתצפיות היו טלסקופים שוברי אור. כיום טלסקופים שוברי אור בעלי קוטר קטן (עד 17 סנטימטרים) נמצאים בעיקר בשימוש על ידי אסטרונומים חובבים, שכן בגלל מגבלות פיזיות לא ניתן לייצר עדשה בעלת קוטר העולה על מטר, בעוד שטלסקופי המראות (טלסקופים מחזירי-אור) הגדולים בעולם הם בקוטר של 10 מטרים. עיצובו של הטלסקופ שובר האור נמצא בשימוש גם במשקפות רבות ועדשות מצלמה.
המצאת הטלסקופ
המצאת הטלסקופ שובר האור מיוחסת לממציא ההולנדי האנס ליפרסהיי, אשר בקשתו להכיר ב"משקפי הריגול" כפטנט נדחתה. הטלסקופ שובר האור הופיע במהרה בשוקי אירופה כמעין משחק לאצולה. ב-1609 התמסר גלילאו גליליי לשיפור ושכלול הטלסקופ והיה הראשון שביצע באמצעותו תצפיות אסטרונומיות.
סוגים שונים של טלסקופים שוברי אור
כל הטלסקופים שוברי אור עובדים על אותו עיקרון בסיסי.
שילוב של עצמית ועינית משמשים לאיסוף אור, מיקוד האור והצגת תמונה בהירה, חדה ומוגדלת לצופה. יתרונו המשמעותי ביותר של הטלסקופ הוא היכולת לאסוף אור רב בהרבה בהשוואה לעין האנושית.
בטלסקופ שובר אור, העצמית היא עדשה מרכזת. עדשה מרכזת שוברת את קרני האור המגיעות לעדשה ומכאן שמו של הטלסקופ.
במקרה והקרניים מקבילות, העדשה המרכזת גורמת להן להישבר לאותה הנקודה הנקראת מוקד העדשה.
עיצוב לדוגמה של טלסקופ קפלרי על חלקיו: (1) עצמית, (2)עינית, (3)עין הצופה, (4)העצם הנצפה, (5) מוקד העצמית, (6) העצם המדומה (7)מעטפת הטלסקופ
יכולת ההגדלה של הטלסקופ היא באופן בסיסי היחס בין אורך המוקד של העצמית לבין אורך המוקד של העינית. לכן, ברוב הטלסקופים ניתן להחליף עיניות שונות ועל ידי כך לצפות בהגדלות שונות. לעצמית בעלת קוטר גדול יותר יתרונות שונים הנובעים מסיבות אופטיות, אולם היתרון החשוב ביותר הוא היכולת לאסוף כמות אור הגדולה מזו שנראית בעין הבלתי מזוינת.
שבירת האור גורמת לאברציות אופטיות (עיוותים). לכן, ממציאים שונים שיפרו ושינו את הטלסקופ שובר האור וכיום ישנם עיצובים הנבדלים באיכותם ובעלותם. סוגים שונים של טלסקופים שוברי אור הם:
הטלסקופ הגלילאי
הטלסקופ המקורי אותו גליליאו שכלל ב-1609, נקרא טלסקופ גליליאי. בטלסקופ, העצמית היא עדשה מרכזת והעינית היא עדשה מפזרת. הדמות המתקבלת היא דמות ישרה.
הטלסקופ המשוכלל ביותר של גלילאו הגדיל את האובייקט הנצפה פי 30. בעקבות פגמים בעיצובו, הדמות שהתקבלה הייתה מטושטשת ומעוותת. בכל זאת, איכות התמונה הספיקה לגלילאו כדי להתחיל לחקור את השמים.
הטלסקופ הקפלרי, שהומצא על ידי יוהאנס קפלר הוא שכלול של הטלסקופ הגלילאי. במקום עדשה מפזרת כעינית, קפלר השתמש בעדשה מרכזת. כתוצאה מכך, הקרניים היוצאות מהעינית הן קרניים מתכנסות. היתרונות בקרניים מתכנסות הם ששדה הראיה המתקבל רחב יותר והצופה יכול למקם את עינו רחוק יותר מהעינית. כמו כן, בטלסקופ של קפלר ניתן להגיע להגדלה חזקה בהרבה מהטלסקופ של גלילאי. החיסרון בטלסקופ של קפלר הוא שכדי להימנע מאברציה כרומטית בתמונה, נדרש אורך מוקד גדול מאוד של העצמית ולכן הטלסקופ כולו יהיה גדול בהרבה.
טלסקופ אכרומטי
הטלסקופ האכרומטי הומצא על ידי צ'סטר מור הול (Chester Moore Hall) בשנת 1733 ובאופן בלתי תלוי, ג'ון דולונד המציא אותו ורשם עליו פטנט.
עד הטלסקופ האכרומטי, לטלסקופים שוברי אור הייתה בעיה של אברציה כרומטית. בגלל הנפיצה, אורכי גל שונים היו בעלי אורך מוקד שונה. למשל, הטלסקופ היה ממוקד לצבע האדום, והצבע הכחול היה לא מפוקס. התוצאה הייתה דמות בעלת הילה אופיינית. טלסקופ אכרומטי מנסה להתגבר על אברציה כרומטית ואברציה כדורית על ידי עצמית מיוחדת: במקום להשתמש בעדשה מרכזת בלבד, משתמשים בשתי עדשות צמודות - עדשה מרכזת ועדשה מפזרת כאשר שתיהן עשויות מסוגי זכוכית שונים. בסידור כזה, ישנה עדשה מרכזת חזקה שצמודה לעדשה מפזרת חלשה יותר. כך, העדשה המפזרת, בעלת אברציה משל עצמה, מפצה על האברציה של העדשה המרכזת. התוצאה היא עדשה מרכזת חלשה בעלת אברציה מופחתת. עצמית כזו תרכז את אורך הגל האדום ואת הכחול לאותו המישור וטלסקופ עם עצמית כזו לא זקוק לאורך מוקד גדול במיוחד כמו בטלסקופ הקפלרי.
טלסקופ אפוכרומטי
טלסקופ אפוכרומטי הוא טלסקופ בעל עצמית מחומרים מיוחדים בעלי נפיצה מופחתת. עצמית כזו תביא את אורך הגל האדום, הכחול והירוק למיקוד באותו המישור. שגיאת הצבע של טלסקופ כזה קטנה פי 10 משגיאת הצבע של טלסקופ אכרומטי. החומרים בעדשת הטלסקופ האפוכרומטי יקרים מאוד ובעת העיבוד וליטוש העדשה אין לחשוף אותם לחמצן, ועל כן סוג הטלסקופ היקר ביותר לקוטר נתון. מצד שני זהו גם הטלסקופ המספק את האיכות הגבוהה ביותר של דמות לקוטר נתון.
לקריאה נוספת
יגאל פת-אל - אסטרונומיה - מדריך להכרת השמים, הוצאת קוסמוס (1998)
