Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần 2)

Phần tiếp theo sau đây giới thiệu đến lịch sử và các ưu nhược điểm của kính phản xạ

Kính thiên văn phản xạ (Reflecting telescopes)

Nhà toán học người Scotland, James Gregory (1638 – 1675) đã phát minh ra kính thiên văn phản xạ và mô tả nó trong cuốn sách Optica Promota xuất bản vào năm 1663. Mặc dù đã được cấp bằng sáng chế cho phát minh này, Gregory chưa bao giờ thực sự chế tạo một kính viễn vọng sử dụng một parabol và một gương elip.

Các kính thiên văn phản xạ làm việc đầu tiên được xây dựng bởi nhà toán học vĩ đại người Anh Sir Isaac Newton (1642 – 1727) vào năm 1668. Nó có một gương hình cầu với khẩu độ 1 inch và một ống dài 6 inch. Không hài lòng với kết quả đầu tiên của mình, Newton đã hoàn thành một kính phản xạ cải tiến lớn hơn với độ mở ống kính gần 2 inch. Kính phản xạ Newton đầu tiên đã được trình lên Hiệp hội Hoàng gia năm 1671.

Một kính phản xạ Newton có hai gương – một gương sơ cấp lớn ở đáy ống và một gương phẳng thứ cấp ở gần đầu ống. Ánh sáng đi vào ống, phản xạ tại gương sơ cấp đến gương thứ cấp, sau đó phản xạ một lần nữa và đi vào thị kính.

Phía đầu ống kính là một gương phản xạ , làm bằng một hợp kim với khoảng 80 phần trăm đồng và 20 phần trăm thiếc . Sau khi được đánh bóng, hợp kim này bắt đầu bị ăn mòn chỉ sau vài tháng và phải đánh bóng lại

Kính Cassegrainian là một loại kính thiên văn phản xạ với một gương sơ cấp hình parabol và một gương thứ cấp hyperbol . Ánh sáng đến gương sơ cấp sẽ được phản xạ đến gương thứ cấp và bị phản xạ trở ngược lại qua một lỗ ở giữa gương sơ cấp. Ở cuối lỗ này có đặt thị kính. Kính phản xạ Cassegrain đầu tiên được chế tạo vào năm 1672 bởi nhà điêu khắc người Pháp Guillaume Sieur Cassegrain, người mà ít ai biết đến.

Kính Cassegrainian

Năm 1835, nhà hóa học người Đức Justus Leibig xây dựng một quy trình để phủ một lớp bạc dày lên kính (1803-1873). Tuy nhiên bạc dễ bị ố màu, và còn không phải là bề mặt phản chiếu lý tưởng cho gương của một kính thiên văn. Nhôm thì lại khác, hơn 50 phần trăm ánh sáng được phản xạ lại. Năm 1932, một nhà vật lý trẻ tại Viện Công nghệ California trở thành người đầu tiên khoác một lớp nhôm cho gương. Ngày nay, tất cả các gương của kính thiên văn đều được phủ một lớp nhôm.

Ưu điểm của kính phản xạ

Kính thiên văn phản xạ không có sắc sai.

Gương chỉ có một bề mặt quang học, trong khi một thấu kính tiêu sắc phức có từ bốn đến tám. Do đó gương của kính phản xạ cần ít chi phí để sản xuất. Tất cả các kính thiên văn phản xạ và kính tổ hợp đều có độ mở ống kính là 8 inch, trừ một vài ngoại lệ ( có thể thấy dưới đây)

Nhược điểm của kính phản xạ

Các gương thứ cấp làm cản trở ánh sáng đến vật kính. Điều này gây ra một số tán xạ ánh sáng và mất tương phản trong hình ảnh được xem. Để chống lại điều này, một vài nhà sản xuất đã chế tạo một loại kính gọi là Planetary Newtonians, trong đó gương thứ cấp nhỏ hơn (một số chỉ nhỏ bằng 16% khẩu độ).

Tất cả các kính phản xạ Newton đều có quang sai coma ,một khiếm khuyết gây ra bởi những ngôi sao nằm sét mép trường nhìn, trông như một sao chổi. Những kính Newton có tỷ lệ tiêu cự nhỏ ( tính bằng tỉ lệ tiêu cự vật kính / đường kính vật kính), càng chịu ảnh hưởng của khiếm khuyết này. . Việc sử dụng bộ phận hiệu chỉnh coma với phạm vi tỷ lệ tiêu cự là 5 hoặc ngắn hơn có thể làm tăng trường nhìn hữu dụng một cách đáng kể.

Về việc bảo trì, gương có thể yêu cầu phải tráng lại lớp phủ sau vài năm. Và kính phản xạ khá nhạy cảm để chịu va đụng, xô đẩy , hoặc vận chuyển. Kính phản xạ không phải là một công cụ bền vững , do đó cần được chuẩn trực thường xuyên trước mỗi lần quan sát. Đối với các kính phản xạ có tiêu cự ngắn thì việc chuẩn trực chính xác càng trở nên quan trọng.

Kính phản xạ lớn với gương sơ cấp dày rất khó khăn để giảm nhiệt độ bằng với nhiệt độ môi trường xung quanh. Những cái quạt đôi khi được sử dụng để hỗ trợ quá trình làm mát.

Và cuối cùng, những kính Newton rất lớn đòi hỏi một bộ phận gắn vào thị kính để hỗ trợ việc quan sát các đối tượng nằm gần thiên đỉnh.

Kính Ritchey-Chrétien

Thiết kế này cùng được phát triển bởi nhà quang học người Mỹ George Willis Ritchey (1864-1945) và nhà thiết kế quang học Pháp Henri Chrétien (1879-1956) trong thập kỷ đầu của thế kỷ 20. Hai nhà thiết kế nhận thấy rằng các yếu tố khuếch đại của gương thứ cấp càng nhỏ thì trường nhìn càng rộng. Hệ thống Ritchey-Chrétien có một gương thứ cấp có độ phóng đại 2.7x, trong khi thiết kế Schmidt-Cassegrain thì gương thứ cấp phóng đại là 5x.

Thiết kế Ritchey-Chrétien giúp loại bỏ quang sai coma, trong khi Schmidt-Cassegrain thì không. Kính thiên văn Ritchey-Chrétien sử dụng gương sơ cấp hyperbol và gương thứ cấp hạn chế quang sai coma; kiểu Schmidt-Cassegrains lại sử dụng một gương sơ cấp hình cầu và gương thứ cấp không loại bỏ được quang sai coma. Cuối cùng, thiết kế Ritchey-Chrétien có hai bề mặt quang học trong khi mọi Schmidt-Cassegrains đều có bốn bề mặt. Nhưng tại sao hiện nay kính thiên văn Schmidt-Cassegrain lại phổ biến hơn Ritchey-Chrétiens? Bởi một điều: giá cả. Sản xuất một kính thiên văn Ritchey-Chrétien là khá tốn kém ,và do đó, đắt tiền hơn để mua.

(còn tiếp)

Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần 1)

Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần 2)

Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần 3)

Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần 4)

Để mua được một kính thiên văn phù hợp! (Phần cuối)

Phạm Quý Nhân – DAC

Theo Astronomy