Refraktor

Från det klassiska linsteleskopet till apokromaten: Här får du en snabb översikt över alla viktiga typer.

Ett långt, smalt rör som pekar upp mot himlen, med en inblick i den nedre änden. Är det inte så teleskop ser ut? Nåja. Det är så de flesta föreställer sig ett teleskop. Men vad teleskopet kan göra, utöver att se bra ut, får du reda på här.

Det finns två typer av linsteleskop:

• Galileiskt teleskop
• Keplerteleskop

Båda systemen är enkla till sin konstruktion. Galileisystemet består av en samlingslins framtill och en spridningslins baktill. Dessa system används huvudsakligen i operakikare. Eftersom utgångspupillen finns inuti röret (dvs. framför spridningslinsen), har det endast ett litet och vid kanten diffust synfält. Galileisystemet är endast avsett för låga förstoringar. Fördelen är att du får en upprätt bild.

Keplerteleskopet, även känt som astronomiskt teleskop, har precis som Galileisystemet en samlingslins framtill. Men det har även en samlingslins i den bakre änden, som fungerar som okular. Keplerteleskopet ger en upp-och-nervänd bild. Det skapar en mellanbild vid brännpunkten. Brännpunkten för objektivet sammanfaller med okularbrännpunkten. Okularet, som i detta fall är den enskilda samlingslinsen, skapar i praktiken en förstoring av mellanbilden.

De "vanliga" refraktorerna, som främst fanns tidigare, har en betydande nackdel: De lider av färgfel, kända som bildfel eller kromatisk aberration. Det innebär att ljuset bryts olika starkt för olika våglängder. Till exempel bryts blått ljus starkare genom linsen än rött ljus.

På grund av detta uppstår störande färgkanter runt de objekt du vill observera genom teleskopet. Särskilt om du sedan vill förstora lite mer förstärks denna effekt. Och inte nog med det: dessa färgfel kan avsevärt minska kontrasten hos en refraktor.

En lösning togs fram för att minimera denna effekt genom att bygga ett nytt teleskop kallat "akromat". En akromat består inte av en, utan två linser i objektivet, som oftast är gjorda av kron- och flintglas och representerar en plus- och en minuslins i sin funktion. Dessa linser är alltså en gång konvexa (utåt) och en gång konkava (inåt).

Brytningsindexet (densiteten) och dispersionen (spridningen) skiljer sig åt mellan de två linserna. På detta sätt elimineras de flesta färgfelen. Trots detta kan fortfarande en liten färgkant, även kallad "sekundärt spektrum", märkas. Optikdesigners utvecklade därefter en så kallad "apokromat", som med hjälp av en tredje lins lyckas få det sekundära spektrumet att försvinna. Detta innebär att optiken nu är ren i färgen.

Om du köper en apokromat idag kommer du huvudsakligen att hitta två olika typer

• en dubblett ED-apokromat.
• en triplett ED-apokromat.

ED-apokromater erbjuds som ett system med två eller tre linser. Ett linslement består alltid av ED-glas, som i det totala systemet ser till att kromatiska fel korrigeras. De två-linsiga ED-apokromaterna minskar i stor utsträckning färgfelet, men kan inte helt eliminera det. Av denna anledning betecknar vissa amatörastronomer dessa teleskop även som halvapokromater.

Detta system är en fullständig apokromat, medan de båda föregående betraktas som halvapokromater. Den består typiskt av tre linser. Här korrigeras färgfelen helt.

På senare tid har det även dykt upp så kallade superapokromater. Dessa refraktorer består av fem olika linselement, oftast ordnade i två grupper. Den första gruppen, med tre linser, uppfyller samma funktion som en triplet-apokromat. Den andra kombinationen, med två linser, korrigerar krökningen av bildfältet i syfte att uppnå det perfekta astrofotot.

Denna Apo består av två sammanfogade linser, varav den ena är tillverkad av fluoritglas. Effekten liknar den hos en ED.

Ett annat sätt att minska färgfel hos refraktorteleskop är att välja teleskop som har ett så stort öppningsförhållande som möjligt. Detta innebär att dessa teleskop måste ha en lång brännvidd, vilket även minskar återstående färgfel. Dock säger en tumregel att brännvidden för en akromat bör vara femton gånger dess objektivdiameter för att ge en riktig, färgren bild. Det skulle innebära en brännvidd på 1500 mm (f=1:15) för en 100 mm refraktor. För en ännu större refraktor borde brännvidden vara ännu längre.

Eftersom detta dock skulle resultera i väldigt långa refraktorer som dessutom är otympliga, undviker man ofta sådana konstruktionslängder. En acceptabel kompromiss tillhandahålls av formeln:

Brännvidd i mm = Öppning (i cm) ² / 0,1

Till exempel skulle en refraktor med en öppning på 100 mm då ha en brännvidd på (öppning i cm) ² = (10 cm) ² = 100 cm = 1000 mm.

Refraktorn på 100 mm har alltså en brännvidd på 1000 mm, och instrumentet på 120 mm kommer då att få en brännvidd på något mindre än 1500 mm.

Vad ska du göra om du har ett linsteleskop med färgfel? Skrota det och köpa ett nytt? Lyckligtvis behöver du inte gå så långt, för det finns hjälpmedel.

Om du störs av minimala färgkanter kan du till exempel använda ett minusviolett filter. Detta undertrycker den blå färgkanten och ökar samtidigt kontrasten. Bilden är dock inte helt neutral, utan kommer att framstå som mycket svagt gulaktig. Men detaljerna syns tydligare.

Minusviolettfiltret är en klassisk variant, men det finns nu andra filter som också gör det här jobbet.

Ett speciellt utvecklat filter är Baader Fringe-Killer. Det blockerar ungefär 50% av det blåa ljusets komponent, men låter rött och grönt ljus passera. Tack vare den smarta konstruktionen är ljusförlusten endast 12%. Därför kan du lugnt använda detta filter även på små refraktorer.

Ett annat filter kallas för Semi APO filter. Visst, det är ett snyggt produktnamn, men fungerar filtret lika bra? Tänk dig en refraktor med kort brännvidd på kanske 500 mm. Du ser en tjock blå kant runt ljusa objekt. Vad händer med kanten om du skruvar in ett Semi APO filter i okularet? Kanten runt de ljusa objekten försvinner. Bilden ser till och med mer neutral ut än med Fringe-Killer. Dock är ljusförlusten större med Semi APO filter, den ligger runt 30%. Fördelen ligger i att bilden framstår som särskilt neutral med detta filter. För en mindre refraktor är Fringe-Killer att föredra, men för refraktorer från 100 – 120 mm får du full valuta för pengarna med Semi APO filter.

Refraktorn är ett trevligt instrument när det är ordentligt färgkorrigerat. Men en stor refraktor, som också ska ge mycket ljus, är relativt dyr och även otymplig. Låt oss därför titta på spegelteleskop.