Inizia dal necessario, passa al possibile e ti ritroverai ad aver fatto l'impossibile
OTTICA PRATICA
IL TELESCOPIO RIFRATTORE
II telescopio rifrattore
La lente singola soffre di un certo numero di aberrazioni.
Un obbiettivo rifrattore deve possedere più elementi per cercare di
ridurle tutte. In particolare:
•
Aberrazione cromatica longitudinale e laterale
•
Aberrazione sferica
•
Coma
L’ACROMATIZZAZIONE
In una lente positiva, il blu va a fuoco
prima del verde il quale a sua volta va
prima del rosso. Nella lente negativa
la sequenza è la stessa anche se il
fuoco è virtuale.
L’acromatizzazione avviene secondo il seguente criterio di base:
- Si scelgono due lenti abbastanza sottili, una positiva, l’altra negativa.
- Inizialmente scegliamo per entrambe il vetro con lo stesso n ma con dispersione Vd
differente
Cosa va fatto affinché i raggi rossi convergano nello stesso punto dei raggi blu?
Esempio iniziamo col selezionare:
•
lente positiva con lunghezza focale la metà di quella negativa.
•
lente positiva con Vd il doppio di quello della lente negativa
La combinazione tenderà verso l’acromatismo. Perché?
L’alta dispersione della lente negativa ompenserà, ad esempio, il corto fuoco del blu dato
della lente positiva.
Con tale criterio si comincia a correggere l’aberrazione cromatica longitudinale.
Dalla sola uguaglianza degli indici di rifrazione ne deriverebbe quasi sicuramente una aber-
-razione sferica. Oltre ad avere una Vd più bassa per la lente di Flint, si necessita di giocare
pure sulla diversità degli indici di rifrazione n aumentando quello della lente di flint o abbas-
sando quello della Crown.
In definitiva per l’acromatizzazione e la contemporanea correzione della aberrazione sferica
avremo bisogno di:
Andamento aberrazione sferica e
coma per una lente semplice al
variare del profilo.
Criterio di correzione dell’aberrazione sferica e coma per un insieme di lenti Crown e Flint
Come conseguenza di quanto esposto potremo agire su un insieme di variabili, che sono:
•
Lunghezza focale delle lenti (Crown bassa, Flint alta)
•
Profili su entrambe le facce delle due lenti (quindi quattro profili) necessari alla
reciproca compensazione (o quasi annullamento) della aberrazione sferica e coma
•
Indice di rifrazione per entrambe le lenti
•
Dispersioni Vd (Crown con Vd alto e Flint con Vd basso)
•
Spessori delle lenti
•
Spaziatura lenti e tipo di intermezzo
In queso caso potremo agire su un totale di 13-14 grandezze
In astronomia molto conosciuti sono
il doppietto di FRAUNHOFER e quello
di STEINHEIL. Quest'ultimo ha la lente
di Crown realizzata con monocristallo
Calcio-Fluorite. Poiché tale monocri-
-stallo è molto sensibile al degrado
per effetto dell'ossigeno e umidità
dell’aria lo si protegge tenendolo
dietro la lente di Flint
La differenza tra il fuoco del VERDE ed
il fuoco del ROSSO-BLU è detto
SPETTRO SECONDARIO
Quando il costruttore vuole portare
nello stesso fuoco oltre ai colori Verde
e Rosso-Blu pure il violetto si rende
necessario andare verso la soluzione
del TRIPLETTO altrimenti si dovrà
adottare un filtro che taglia la freque-
-nza del viola.
I telescopi dichiarati APOCROMATICI
hanno l’eccelsa proprietà di ridurre lo
spettro secondario a valori uguali o
minori a 0,0001 f .
Nella correzzione dell’aberrazione cro-
-matica assiale vs tenuto conto che se
facessimo coincidere la C-line (rosso)
con la F-line (blu) solamente nell’asse
del telescopio, poiché l’aberrazione
assiale è un aspetto di un’aberrazione
più ampia che è l’aberrazione croma-
-tica sferica, otterremmo una cattiva
correzione cromatica generale.
Ne consegue che solitamente si fanno
combaciare le due curve dell’aber-
-razione sferica al 70,7% del semidia-
-metro del piano focale.
Fino a quanto lo spettro secondario può
definirsi tollerabile?
In un convenzionale doppietto lo spet-
-tro secondario è accettabile fino a
quando l’allargamento della figura in
Rosso e Blu non eccede oltre tre volte il
diametro del disco di Airy in luce verde
Tale allargamento è tollerabile poiché
l’occhio umano è relativamente poco
sensibile alle frequenze del rosso e del
blu
In altre parole si potrebbe anche dire
che un accettabile doppietto acromatico
dovrebbe avere uno scostamento tra
l’allineamento Rosso-Blu e la luce del
Verde non superiore a 0,0005 f quando
il telescopio è a fuoco sul verde e le
macchie relative al rosso e blu non su-
-perano le dimensioni in diametro pari
a 0,0005 D
Il diagramma a lato mostra l'andame-
-nto di tre sistemi ottici con luce verde
(e-line) a fuoco.
Tali diagrammi differiscono sensibilmente tra loro sia per la qualità ottica dei vetri utilizzati
sia per il rapporto focale adottato. Tutti e tre sono realizzati su superficie curva coincidente
con la curvatura del loro piano focale.
•
Nel Fraunhofer le macchie nel Blu e Rosso sono abbastanza grandi. Per decrementarle
sarebbe necessario aumentare ancora il rapporto focale (ma siamo già a f/15)
•
Tutte e tre soffrono di leggero astigmatismo
•
Il sistema alla Fluorite ha il più basso rapporto focale, ha il più basso valore di spettro
secondario ma un cromatismo sferico leggermente più elevato del secondo sistema
ottico
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