Pur essendo
la domanda breve, una risposta completa rischierebbe di occupare parecchi
Mb di spazio su disco. Pertanto mi limito solo ad alcuni cenni essenziali
rimandando alla bibliografia per gli approfondimenti.
Per quanto
possa sembrare strano un telescopio e’ uno strumento relativamente semplice.
La funzione principale dello strumento consiste nel raccogliere e focalizzare
in un’immagine la radiazione che riceviamo dagli astri (e non di ingrandire
come si potrebbe pensare). Vediamo i due principali tipi di telescopi.
Il telescopio
di Newton (o riflettore)
Il tipo
di telescopio piu’ diffuso e’ quello ideato da Newton nel 1672 e detto
appunto “Newtoniano”. Nel Newton l’elemento che raccoglie e focalizza
la radiazione e’ uno specchio concavo (posto in fondo al tubo) che la
rimanda ad uno specchio piano posto davanti ad esso. Lo specchio piano
e’ inclinato di 45 gradi ed ha il compito di fare uscire dal tubo il fascio
di luce raccolta. Gli specchi sono dischi di vetro su cui e’ stato depositato
un sottile strato di Alluminio per renderli riflettenti.
Una volta
uscita dal tubo l’immagine nel fuoco viene ingrandita usando una lente
di ingrandimento piuttosto sofisticata, detta “oculare”. Quindi gli elementi
di un Newton sono relativamente pochi: un tubo, due specchi (uno concavo
e l’altro piano) e un oculare. Una variante del Newton e’ il telescopio
di Cassegrain, progettato sempre nel 1672. In questo tipo di telescopio
al posto dello specchio piano del Newton troviamo uno specchio convesso
che rimanda l’immagine verso lo specchio principale. Il fuoco viene a
trovarsi dietro lo specchio principale che deve essere forato al centro
per lasciare passare la radiazione.
Un articolo
di tipo storico sul telescopio di Newton e sul Cassegrain (con gli schemi
ottici) si trova all’indirizzo web http://www.ifcai.pa.cnr.it/~ORSA/saggi/TELE2.html
Il telescopio
a specchio e’ vantaggioso perche’ fornisce immagini prive di aberrazione
cromatica, inoltre gli specchi possono essere di grandi dimensioni senza
temere flessioni perche’ possono essere sostenuti su tutta la loro area
non riflettente. E’ per questo motivo che tutti i grandi telescopi moderni
(dal telescopio Hale di Monte Palomar a quello spaziale) utilizzano gli
specchi come elemento per la raccolta della radiazione.
Se lo schema
concettuale di un riflettore e’ rimasto sostanzialmente invariato nel
tempo e’ la strumentazione ausiliaria che ha fatto notevoli progressi.
Dalle osservazioni con l’occhio direttamente sull’oculare gli astronomi
sono passati all’utilizzo delle lastre fotografiche fino ad approdare
ai moderni rivelatori a stato solido (CCD). Naturalmente tutto questo
ha permesso di osservare corpi celesti sempre piu’ deboli e lontani che
hanno modificato non poco la nostra visione dell’Universo.
Il telescopio
a lenti (o rifrattore)
Un altro
modo per raccogliere e focalizzare la radiazione che ci inviano gli astri
consiste nell’utilizzare una lente convergente come obiettivo. La lente
va posta all’inizio del tubo e l’oculare alla fine. Per evitare che la
lente si comporti come un prisma, scomponendo la radiazione bianca nelle
sue componenti fondamentali, invece di una lente semplice si utilizzano
coppie di 2 o piu’ lenti. In questo modo si ottengono immagini prive di
colori spurii. L’introduzione del telescopio a lenti composte si ebbe
solo nel 1733, per molto tempo dopo la sua introduzione il telescopio
rifrattore utilizzava una lente semplice come obiettivo. Dove nacque il
rifrattore?
Il primo
telescopio a lenti fu costruito in Olanda nel 1608 ad opera di Jan Lippershey.
Lo strumento fu perfezionato da Galileo nel 1609 e utilizzato per le prime
osservazioni telescopiche di corpi celesti di cui si trova l’esposizione
nel “Sidereus Nuncius”. Il telescopio di Galileo utilizzava come oculare
una lente divergente. Nel 1611 Keplero dimostro’ che era piu’ conveniente
utilizzare una lente convergente, soluzione che da allora e’ stata adottata
per ogni tipo di telescopio. I telescopi rifrattori sono stati gli strumenti
di “punta” del XIX secolo, ora il loro ruolo e’ stato soppiantato dai
telescopi a specchio.
Il maggiore
rifrattore ancora in fuzione e’ quello dell’osservatorio di Yerkes, la
cui lente ha un diametro di 102 cm. Questo valore e’ basso se confronato
con i diametri degli specchi dei moderni telescopi (che arriva fino a
10 metri) perche’ una lente tende a flettersi sotto il proprio peso e
le sue dimensioni hanno un valore massimo che non puo’ essere superato.
Questo stesso limite non vale per gli specchi.
Questi su
riportati sono solo brevi cenni. Per approfondire consiglio caldamente
la lettura dell’unico libro in italiano che parla di telscopi: W.Ferreri,
Il libro dei telescopi, III ed. Il Castello, 1995, L.43.000. Nonostante
il titolo il testo e’ veramente interessante. In particolare il primo
capitolo e’ dedicato alla storia del telescopio. E’ richiesta la conoscenza
dell’ottica a livello di Liceo.