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Il rifrattore 

Il rifrattore è un telescopio progettato proprio come uno se lo immagina. Un lungo tubo scuro la cui parte superiore viene puntata al cielo e la cui parte inferiore presenta un focheggiatore attraverso cui guardare. Ce ne sono fondamentalmente due tipi:

-il telescopio Galilei

-il telescopio Kepler

Entrambi sono dei sistemi molto semplici per quanto riguarda la progettazione. Un sistema di tipo galileiano presenta anteriormente una lente per raccogliere la luce e posteriormente una lente per rifrangerla. E' un sistema utilizzato soprattutto nei binocoli da teatro. Siccome la pupilla di uscita si trova all'interno del tubo (anche davanti alla lente di rifrazione) ha un campo visivo piccolo e sfocato lungo i margini. Può essere utilizzato solo a bassi ingrandimenti. Il vantaggio è che produce un'immagine diritta.

Il telescopio Kepler

Esempi di telescopi di questo tipo Il telescopio Kepler è utilizzato anche in ambito astronomico. Come il telescopio galileiano presenta anteriormente una lente per raccogliere la luce. Anche nella parte posteriore presenta tuttavia una lenta di raccolta. La quale funge da oculare. Il telescopio Kepler produce un'immagine capovolta. Nel punto focale produce un'immagine intermedia. Il punto focale dell'obiettivo coincide con il punto focale dell'oculare. L'oculare, che qui è la lente di raccolta, offre praticamente un'immagine ingrandita dell'immagine intermedia.

I rifrattori "normali", soprattutto quelli di una volta, hanno un evidente svantaggio: presentano difetti noti con il termine aberrazioni cromatiche. Ciò significa che a diverse lunghezze d'onda la luce viene deviata in modo diverso. La luce blu ad esempio subisce una deviazione superiore rispetto alla luce rossa. Come risultato appaiono delle frange cromatiche intorno agli oggetti osservati al telescopio. L'effetto si amplifica con l'aumentare dell'ingrandimento. E non solo: queste aberrazioni cromatiche riducono notevolmente il contrasto di un rifrattore.

La soluzione ottica

Adesso è stato trovato il modo per ridurre al minimo questo effetto, per cui è stato realizzato un nuovo telescopio definito "acromatico". Un acromatico presenta non una ma due lenti obiettivo, realizzate generalmente in vetro crown o vetro flint che hanno l'effetto di una lente negativa ed una lente positiva. Le due lenti sono convesse (verso l'esterno) e concave (verso l'interno).

L'indice di rifrazione e la rifrazione sono differenti per entrambe le lenti. In questo modo si evita la maggior parte delle aberrazioni. Tuttavia si può ancora percepire un difetto, conosciuto col nome di "spettro secondario". In progettisti ottici hanno pertanto sviluppato il cosiddetto "apocromatico" che grazie all'introduzione di una terza lente riesce ad eliminare lo spettro secondario. Ciò significa che l'ottica non presenta aberrazioni.

Se oggi acquistate un apocromatico, potete scegliere tra due tipi:

1 un doublet apocromatico ED

2 un triplet apocromatico ED

Gli apocromatici ED presentano due o tre lenti. Un elemento lente è realizzato in vetro ED, che serve per correggere le aberrazioni cromatiche. Gli apocromatici ED a due lenti riducono ampiamente le aberrazioni cromatiche ma non le eliminano del tutto. Per questo motivo gli astronomi amatoriali definiscono tali strumenti semiapocromatici.

Gli apocromatici ED a tre lenti riducono quasi del tutto le aberrazioni cromatiche. L'immagine non è solo chiara e neutra, ma presenta anche un elevato contrasto. Panoramica generale sui telescopi a lenti:

- Acromatico: Presenta due lenti in vetro crown e vetro flint. Le lenti sono disposte in modo da essere spaziate, ma esistono anche sistemi collati.

- Apocromatico ED Questo sistema è sostanzialmente un acromatico con una lente in vetro ED. Le lenti sono spaziate. Le aberrazioni cromatiche sono quasi del tutto eliminate.

- Flourit-Apo: Questo apocromatico presenta due lenti collate, delle quali una è realizzata in fluorite. Stessi effetti dell'ED.

- Apocromatico: Questo sistema è un apocromatico completo, mentre i due precedenti sono detti semiapocromatici. E' composto generalmente da tre lenti. Le aberrazioni cromatiche sono in questo caso del tutto eliminate.

Recentemente sono stati introdotti i cosiddetti super apocromatici. Questi rifrattori presentano cinque diversi elementi lente, generalmente suddivisi in due gruppi. Il primo gruppo, di tre lenti, assolve le stesse funzioni di un triplet apocromatico. L'altra combinazione, a due lenti, permette di correggere la curvatura di campo per ottenere foto astronomiche perfette.

L'altra soluzione

Un altro metodo per ridurre le aberrazioni cromatiche dei rifrattori può essere quello di scegliere strumenti con il minor rapporto d'apertura possibile. Ciò significa che la focale di questi telescopi deve essere lunga, perché ciò riduce le aberrazioni cromatiche. Si tratta della "formula del pugno", per cui per ottenere un'immagine senza aberrazioni la lunghezza focale di un acromatico deve essere quindici volte superiore all'apertura dell'obiettivo.

Il che significa che in un rifrattore dal 100mm la lunghezza focale deve essere 1500mm f=1:15. Con rifrattori più grandi la focale dovrebbe essere ancora più lunga. Un rifrattore di queste dimensioni sarebbe tuttavia poco maneggevole, per cui è una soluzione che si tende ad evitare. Una formula accettabile è questa: lunghezza focale accettabile in centimetri = apertura² in cm In questo caso si raggiunge un compromesso ragionevole. Il rifrattore da 100mm avrebbe pertanto una lunghezza focale di 1000mm, oppure il 120mm una lunghezza focale di circa 1500mm.

Ingannare le aberrazioni

Cosa si deve fare se si possiede un telescopio a lenti che presenta aberrazioni cromatiche? Rottamarlo e comprarne un altro? No, fortunatamente non serve arrivare a tanto, perché ci sono delle soluzioni. Se vi disturba in modo particolare una minima frangia, potete per esempio utilizzare un filtro minus violet.

Questo filtro riduce le frange blu ed aumenta al contempo il contrasto. L'immagine non è completamente neutra ma leggermente tendente al giallo. Tuttavia si riescono a cogliere meglio i dettagli. Il filtro miunus violet è una variante classica ma come soluzione intermedia si può utilizzare anche un altro filtro con lo stesso effetto. Un filtro progettato a tal proposito è il Baader Fringe-Killer. Blocca circa il 50% del settore blu ma lascia passare la luce rossa e verde. Grazie ad una progettazione attenta la perdita di luce si attesta intorno al 12%. Pertanto questo filtro può essere utilizzato tranquillamente anche con i rifrattori più piccoli.

Un altro filtro viene definito filtro semi APO. Chiaro: il nome è allettante, ma funziona davvero così? Prendete un rifrattore con la focale corta di 500mm. Noterete una spessa frangia blu intorno agli oggetti chiari. Cosa succede alla frangia se si avvita un filtro semi APO all'oculare? La frangia intorno all'oggetto chiaro sparisce. L'immagine appare nel complesso più neutra rispetto al filtro fringekiller. La perdita di luce con il filtro semi APO è tuttavia superiore e si attesta intorno al 30%. I vantaggi: l'immagine assume un aspetto particolarmente neutro. Con un rifrattore più piccolo è meglio utilizzare il fringekiller, con rifrattori a partire da 100-120mm vale la pena il filtro semi APO.

Il rifrattore è un bello strumento quando si riescono a correggere le aberrazioni cromatiche. Un grande rifrattore, in grado di raccogliere molta luce, è tuttavia relativamente caro ed anche ingombrante. Diamo un'occhiata ai telescopi a specchio.

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13.12.2017
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