_____~~**>>>>> {เครื่องมือทางดาราศาสตร์_รายละเอียด} <<<<<**~~_____

[Classical Sonata]

 

ประวัติการสร้างกล้องโทรทรรศน์

         ปีพ.ศ.2151ประเทศฮอลแลนด์ ฮานด์ ลิปเปอร์ชายด์ ได้ค้นพบหลักและคุณสมบัติของเลนส์นูนและเลนส์เว้าโดยบังเอิญ เขาทดลองวางเลนส์นูนให้อยู่ข้างหน้า เลนส์เว้าอยู่ข้างหลังและอยู่ใกล้ตา เมื่อเลื่อนเลนส์นูนออกไปจนได้ระยะที่เหมาะสม ทำให้วัตถุที่อยู่ไกลสามารถมองเห็นใกล้เข้ามา
         กาลิเลโอทราบก็สนใจมาก มองเห็นประโยชน์ที่จะใช้สร้างกล้องโทรทรรศน์สำหรับดาราศาสตร์ จึงสร้างกล้องอันแรกขึ้นมีขนาด 13/4 นิ้ว มีกำลังขยาย 32 เท่า ศึกษาผิวของดวงจันทร์ และพบจุดบนดวงอาทิตย์ ดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีถึง 4 ดวง พ.ศ. 2154 เคปเลอร์ได้ปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์ให้เห็นภาพได้กว้างกว่ากาลิเลโอ แต่ความคลาดทรงกลมเกิดจากแสงที่ผ่านเลนส์ไม่รวมเป็นจุดเดียวกัน มองเห็นภาพไม่ชัด ความคลาดสีที่เกิดจากแสงผ่านเลนส์ที่เป็นแก้ว ทำให้ภาพที่เห็นมีสีรุ้ง ต่อมานิวตันก็แก้ได้สำเร็จ และเป็นบุคคลแรกที่สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงและนิยมกันมาก

ชนิดของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์ชนิดที่ใช้แสงแบ่งเป็น 2 ประเภท

1. กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง
            มีส่วนประกอบได้แก่ เลนส์วัตถุและเลนส์ตา เลนส์วัตถุอยู่หน้ากล้อง ทำหน้าที่รับแสงจากวัตถุที่อยู่ไกลแล้วเกิดภาพที่จุดโฟกัส แล้วขยายให้โตที่เลนส์ตา ทำให้มองเห็นวัตถุใหญ่ขึ้นใกล้เข้ามา เลนส์ตาจึงเป็นส่วนสำคัญสำหรับกล้องโทรทรรศน์ เลนส์ตาที่มีโฟกัสสั้นจะขยายภาพได้โตกว่าเลนส์ตาที่มีโฟกัสยาว ภาพที่เห็นจะเป็นบริเวณกว้างหรือแคบ ขึ้นอยู่กับชนิดและกำลังขยายของเลนส์ตา
2. กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง
            ใช้กระจกเว้าสะท้อนแสง เรียกว่า กระจกวัตถุ รวมภาพวัตถุให้มาอยู่ที่โฟกัสแล้วใช้เลนส์ขยายที่โฟกัส มีหลายแบบ เช่นแบบ(Gregorian) ออกแบบโดย John Gregory ชาวสกอตแลนด์ ใช้กระจกเว้าเป็นกระจกใหญ่มีผิวความโค้งแบบ[paraboloid] รับแสงจากวัตถุแล้วสะท้อนไปรวมที่โฟกัสปล่อยให้แสงตัดกันที่โฟกัสในลำกล้อง แสงสว่างที่ห่างออกไปจะตกกระทบบนผิวกระจกที่สองที่เป็นกระจกเว้ามีผิวโค้งแบบวงรี แล้วแสงจะสะท้อนกลับจากกระจกไปรวมกันเป็นโฟกัสทางด้านหลังกระจกใหญ่ แล้วใช้เลนส์ตาขยาย

         ในปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์ใหญ่ๆของโลกมีอยู่หลายแห่ง ทั้งชนิดหักเหแสง และสะท้อนแสง กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดมีขนาดเลนส์ 40นิ้ว ที่หอดูดาวYerkes รัฐ Wisconsin สหรัฐอเมริกา มีความยาวโฟกัสถึง 63ฟุต ส่วนกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงที่ใหญ่ที่สุดเป็นของสหภาพโซเวียตมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 236นิ้ว เป็นหอดูดาวของ The Zelenchukaya Astrophysical Observatory กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงที่ใหญ่ที่สุดในโลก เส้นผ่าศูนย์กลาง40นิ้ว กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงเส้นผ่าศูนย์กลาง200นิ้ว

กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์

         การที่เรามองดูวัตถุบนท้องฟ้าด้วยกล้องโทรทรรศน์ผ่านเลนส์ตา จะเห็นภาพใหญ่และใกล้กว่าเมื่อมองดูด้วยตาเปล่า อัตราส่วนระหว่างขนาดของภาพกับวัตถุของภาพ เรียกว่า"กำลังขยายของกล้อง" คำนวณได้จากนำความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุ หารด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์ตา เช่น ถ้ากล้องอันหนึ่งมีเลนส์วัตถุ ความยาวโฟกัส 60นิ้ว และเลนส์ตามีความยาวโฟกัส 2นิ้ว จะได้กำลังขยายเท่ากับ 60/2 =30 เท่า การเพิ่มกำลังขยายในกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก ทำได้โดยการเปลี่ยนโฟกัสของเลนส์ตา ในกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่การเพิ่มกำลังขยายจะทำทั้งเลนส์วัตถุ และเลนส์ตาคู่กัน

ค่าของความสว่าง

         ความสว่างของภาพ คือปริมาณแสงที่ตกบนหนึ่งหน่วยพื้นที่ของภาพ ต่อหนึ่งหน่วยเวลา คุณภาพของกล้องโทรทรรศน์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับกำลังขยายเพียงอย่างเดียว ยังขึ้นอยู่กับความชัดเจนและความสว่างของภาพด้วย ความสว่างของภาพขึ้นอยู่กับขนาดของเลนส์วัตถุ ถ้าขนาดของเลนส์โตมากๆ ก็จะสามารถรับแสงจากดาวได้มาก ทำให้ภาพมีความสว่างมาก สามารถเห็นดาวที่มีแสงริบหรี่มากๆได้ ความสว่างของดาวสามารถคำนวณได้ โดยใช้ความสัมพันธ์ของขนาดเลนส์ และความยาวโฟกัสของเลนส์นั้น นั่นคือ

B = F/d B = ความสว่างของดาว F = ความยาวโฟกัสของเลนส์ d = ขนาดของเลนส์

การติดตั้งกล้องโทรทรรศน์

         เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง เป็นผลทำให้ท้องฟ้าปรากฎเคลื่อนที่ไปรอบๆแกนผ่านศูนย์กลาง และขั้วเหนือใต้ทางภูมิศาสตร์ของโลก วัตถุท้องฟ้าจึงปรากฎเคลื่อนที่ตามการหมุนรอบตัวการปรากฎของท้องฟ้า การตั้งกล้องโทรทรรศน์ชี้ตรงไปจุดใดจุดหนึ่งบนท้องฟ้า ให้อยู่นิ่งเป็นระยะเวลาหนึ่ง ต้องให้กล้องหมุนตามด้วย กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ มีน้ำหนักมาก ต้องติดตั้งบนฐานที่มั่นคง มีแกนรองรับให้สามารถหันเหไปในทิศทางโดยสะดวกคล่องแคล่ว มีความราบเรียบ และคงที่ไม่ให้เกิดความสั่นไหว เพราะจะก่อให้เกิดความเสียหายในการสังเกตการณ์ หรือการถ่ายภาพได้

วิธีตั้งกล้องโทรทรรศน์มีสามวิธีดังนี้

1. แบบฐานตั้งอัลตาชิมัท(Altazimuth mounting)
   เป็นแบบง่ายที่สุด คือติดตั้งบนฐานที่มีแกนหมุนสองแกน แกนหนึ่งตั้งอยุ่ในแนวดิ่ง ให้กล้องหมุนกวาดมุมแอซิมัทได้โดยรอบ อีกแกนหนึ่งอยู่ในแนวราบ ให้กล้องหมุนกวาดมุมอัลติจูดได้อย่างน้อยครึ่งรอบ
2. ฐานตั้งอีเควตอเรียล(Equatorial mounting) แบบเยอรมัน
   จะมีแกนอันหนึ่งตั้งขนานกับแกนหมุนรอบตัวเองของโลก เรียกว่า แกนขั้ว (polar axis) แกนหมุนอีกแกนหนึ่ง เรียกว่าแกนเดคลิเนชัน[declination axis] ตัวกล้องจะหมุนได้รอบแกนเดคลิเดชันและหมุนรอบแกนขั้วด้วย ให้หมุนด้วยอัตราวันละรอบ ทวนทิศการหมุนของโลก ทำให้กล้องชี้ไปยังดาวฤกษ์ดวงเดิมได้ตลอดเวลา
3. ฐานตั้งอีเควตอเรียลแบบอังกฤษ (Englisg mounting)
   แกนขั้ววางอยู่บนเสาสองเสา อยู่ในแนวเหนือใต้ ลักษณะกลวงมีช่องให้แสงดาวผ่านได้ แกนขั้วนี้เอียงเท่ากับละติจูดของที่ตั้งกล้อง ทางเดินของแสงจะสะท้อน ตามลำดับดังในรูป จนกระทั่งถึง "ร" ซึ่งอยู่ในห้องปฏิบัติการ โฟกัสคูเดนี้จะอยู่นิ่งไม่ว่ากล้องจะเคลื่อนที่ตามดาวบนท้องฟ้าไปทางใด จึงสะดวกในการนำภาพที่ได้ตรงตำแหน่ง "ร" ไปทำการวิเคราะห์ด้วยอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น สเปกโทรกราฟ

ส่วนประกอบและอุปกรณ์เสริมต่างๆ ของกล้องโทรทรรศน์

เลนส์ตา( Eyepiece )
         เลนส์ตาถือว่าเป็นด่านแรกที่ใช้ในการส่องดูดวงดาวผ่านกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งปัจจุบันได้มีการพัฒนาไปมากและมีหลาย ชนิดดังนี้

• ไฮซ์จีเนี่ยน ( Huygenian )
  มีเลนส์อยู่ 2 ชิ้น ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย Christiaan Huygens (HOY-kens) ในปี ค.ศ 1600-1610 เลนส์ตาชนิดนี้ออกแบบมาคุณภาพต่ำกว่าชนิดใหม่มาก ดังนั้นปัจจุบันไม่มีใช้งานแล้ว ยกเว้นแต่ในกล้องโทรทรรศน์ บางชนิดที่มีราคาถูกและมุมมองของภาพที่แคบ ในศตวรรษที่ 18 Ramsden ได้ออกแบบให้ดีขึ้นแต่ยังคงไม่เป็นมาตราฐาน
• เคลเนอร์ ( Kellner )
  มีเลนส์อยู่ 3 ชิ้น โดยมีเลนส์อรงค์แบบ Achromatic Ramsden ("RA") และModified Achromatic ("MA") ราคาไม่แพงมากเหมาะสมที่จะใช้งานทางดาราศาสตร์ มันให้ทั้งความคมชัด ความสว่างของภาพ ที่กำลังขยายต่ำ เหมาะอย่างยิ่งกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดกลาง เคลเนอร์ มีมุมมองของภาพที่ปรากฏประมาณ 40 องศา
• ออร์โทสโคปิก ( Orthoscopic )
  มีเลนส์อยู่ 4 ชิ้น เป็นเลนส์ตาที่ดีเมื่อเทียบกับชนิดอื่น แต่มีแสงบางส่วนสูญเสียไปเพราะว่ามุมมองภาพที่แคบเมื่อเทียบกับแบบใหม่ ที่มีความคม ความสว่าง สีที่ถูกต้อง และมุมมองภาพที่กว้างกว่า โดยเลนส์ชนิดนี้เหมาะที่ใช้ในการส่องดูดาวเคราะห์และดวงจันทร์
• พลอสล์ ( Plossl )
  ในปัจจุบันเลนส์ตาชนิดนี้ได้รับความนิยมมาก โดยมีเลนส์อยู่ 4 ชิ้น และให้ภาพที่ดีมีคุณภาพ และสบายตามีมุมมองของภาพประมาณ 50 องศา แต่ควรพิจารณาเพราะมันมีราคาแพง แต่ถ้าใครมีงบประมาณก็ควรพิจารณาไว้
• เออเฟลล์ (Erfle)
  มีเลนส์อยู่ 5 หรือ 6 ชิ้น เป็นเลนส์ตาที่มีมุมมองของภาพที่กว้างโดยประมาณ 60-70 องศา ที่กำลังขยายต่ำ ภาพที่ได้จะเป็นมุมกว้าง และที่กำลังขยายสูงภาพที่ได้ความคมชัดจะหายไปในส่วนขอบของภาพอัลทร้าไวด์ (Ultrawides) มีเลนส์อยู่ 6 ถึง 8 ชิ้น มีมุมมองของภาพประมาณ 85 องศา

ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ตา (Barrel size)
         เลนส์ตาที่ใช้งานอยู่ทั่วไปมีอยู่ทั้งหมดอยู่ 3 ขนาดด้วนกันคือ 0.965", 1.25" และ 2" โดยขนาดที่เหมาะสมและให้มุมมองของ ภาพที่ดีและเหมาะสม แนะนำให้ใช้ขนาด 1.25" ดีกว่าขนาด 0.965" ส่วนขนาด 2" นั้นจะมีในกล้องระดับราคาแพงๆ ซึ่งคุณภาพย่อมดีตามราคา
         กากบาทบนเลนส์ตาทีให้แสงสว่าง (Illuminated-Reticle Eyepieces) เลนส์ตาลักษณะนี้จะมีกากบาทที่ช่องมองภาพและมี LED สีแดงส่องผ่านช่องตามรูป ซึ่งจะปรากฏเส้นขึ้นมาเพื่อใช้ในการถ่ายรูปแบบ Deep-sky หรือใช้ในการถ่ายภาพดาวเป็นเวลานานๆ โดยนำดาวที่เราต้องการตามมาอยู่ที่ตรงกลางกากบาท และเมื่อเราตามดาวเป็นเวลานานๆ หลายนาทีหรือหลายชั่วโมงนั้นดาวจะมีการเคลื่อนที่ออกจากกากบาท เราจำเป็นต้องปรับเข้ามาอยู่ที่จุดกลางของกากบาทโดยมอเตอร์ เนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็นภาพขณะถ่ายได้ และถ้าต้องการภาพที่สวยงาม ดาวไม่เป็นขีดที่เกิดจากดาวโคจรนั้นเอง
         เลนส์ตาชนิดนี้ใช้พลังงานจากถ่านนาฬิกา 2 ก้อน บาร์โลว์เลนส์ (Barlow lenses) ประโยชน์ของบาร์โลว์เลนส์คือจะเพิ่มกำลังขยายของเลนส์ตา เช่น ถ้าเรามีเลนส์ตาขนาด ที่มีกำลังขยาย 50x บาร์โลว์เลนส์ขนาด 2x ก็จะได้กำลังขยาย 100x นั้นเอง

กล้องเล็ง (Finder scopes)
         เป็นส่วนสำคัญมากในการช่วยเหลือในการเป็นกล้องนำก่อนที่จะมองในเลนส์ตา เพราะว่าถ้ากำลังขยายมากจะไม่สามารถค้นหาตำแหน่งวัตถุที่ต้องการได้ โดยในส่วนของกล้องเล็งนั้นมีกำลังขยายต่ำจึงง่ายในการเล็งวัตถุที่ต้องการได้ง่าย

Comments

[Classical Sonata]

ไม่มีอะไรมากหรอกครับ แค่เป็นความรู้นิดหน่อยๆ

[SoM_NoiZzz]

ทำไมไม่ตั้งเปงเรื่องสั้นเรยอ่ะ  เราจาบันทึกเปง Favourite

[มีลเฟย]

ใช่ๆ เอาไปเป็นเรื่องสั้นเถอะ ชอบๆ

---

PS.  PS.การบ้านเยอะจัง

[Classical Sonata]

จัดไป อย่าให้เหลือ 55+ (หนักละๆ)