กล้องโทรทรรศน์ (telescope)

posted on 15 Sep 2011 21:13 by orapanz
กล้องโทรทรรศน์ (telescope)

เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยขยายภาพของวัตถุในท้องฟ้าให้เห็นรายละเอียดต่างๆ มากขึ้น
 
กล้องโทรทรรศน์ปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

1. กล้องโทรทรรศน์ชนิดแสง แบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ
1.1 กล้องโทรทรรศน์ประเภทหักเหแสง (refracting telescope)
ใช้หลักการหักเหของแสงผ่านเลนส์นูน 2 ชุด คือ เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา จะทำให้ภาพของวัตถุที่เกิดจากเลนส์ทั้ง 2 ชุดขยายขึ้น ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์จึงช่วยให้มองเห็นภาพวัตถุที่อยู่ไกลให้มีขนาดใหญ่ขึ้น และทำให้เห็นรายละเอียดของภาพมากกว่าการสังเกตด้วยตาเปล่า กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงโดยทั่วไป ไม่เหมาะกับงานสำรวจ เนบิวลา และกาแล็กซี เนื่องจากเทห์วัตถุประเภทนี้ มีความสว่างน้อย จำเป็นต้องใช้กำลังรวมแสงสูง เลนส์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวโฟกัสสั้น สร้างยาก และมีราคาแพงมาก เลนส์ที่มีขนาดใหญ่ ทำให้ลำกล้องยาวและมีน้ำหนักมาก ไม่สะดวกต่อการใช้งาน

**กล้องโทรทรรศน์ประเภทหักเหแสงที่สร้างในยุคแรกมีปัญหาเรื่องความเหลื่อมกันของภาพที่เห็น ซึ่งอาจจะทำให้เกิดสีรุ้ง เนื่องจากความเหลื่อมกันของเลนส์ทั้งสอง จึงมีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้น
 
1.2 กล้องโทรทรรศน์ประเภทสะท้อนแสง(reflecting telescope)
 ใช้กระจกเงาเว้าแทนเลนส์นูนใกล้วัตถุ ซึ่งทำหน้าที่รับและรวมแสงจากวัตถุไปยังกระจกเงาราบเพื่อสะท้อนไปยังเลนส์ใกล้ตา ซึ่งเลนส์ใกล้ตาจะทำให้เกิดภาพขนาดขยาย สำหรับกล้องโทรทรรศน์ประเภทสะท้อนแสง ถ้าทำให้กระจกเงาเว้ามีเส้นผ่านศูนย์กลางมากๆ จะสามารถมองเห็นภาพวัตถุที่ไกลโลกมากๆ ได้ชัดเจนกว่ากล้องโทรทรรศน์ประเภทหักเหแสง กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ คำนวณจากอัตราส่วนระหว่าง ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (fo) กับ ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (fe)

ตัวอย่างที่ 1 กล้องโทรทรรศน์ประกอบด้วยเลนส์ใกล้ตาซึ่งมีความยาวโฟกัส 12 เซนติเมตร และเลนส์ใกล้วัตถุมีความยาวโฟกัส 72 เซนติเมตร กล้องโทรทรรศน์อันนี้มีกำลังขยายกี่เท่าและมีความยาวกล้องเท่าไร
ตอบ กล้องโทรทรรศน์มีกำลังขยาย 6 เท่าและมีความยาวกล้อง 84 เซนติเมตร
***กล้องโทรทรรศน์ชนิดแสงทั้งสองนี้ มีข้อจำกัดในการตรวจจับวัตถุที่อยู่ห่างไกลออกไป คือ สามารถใช้สังเกตได้เฉพาะวัตถุที่มีแสงที่ตาเรามองเห็นได้เท่านั้น ส่วนคลื่นชนิดอื่นๆ ที่ตาเรามองไม่เห็น เช่น คลื่นวิทยุ รังสีอินฟราเรด เป็นต้น จะไม่สามารถสังเกตได้ จึงมีผู้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์วิทยุขึ้นมา เพื่อใช้ในการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างๆ กัน
 
1.3 กล้องโทรทรรศน์แบบผสม
 
กล้องโทรทรรศน์แบบผสมแบ่งเป็นชนิดย่อย ๆ ได้หลายชนิด อาทิเช่น ชมิดท์-แคสสิเกรนส์ (Schmidt-Cassegrains), มักซูตอฟ-แคสสิเกรนส์ (Maksutov-Cassegrains) ซึ่งแต่ละชนิดจะมีความแตกต่างกันไป ตามองค์ประกอบทางทัศนูปกรณ์ ซึ่งอาจใช้เลนส์หรือกระจกผสมกัน แต่โดยหลักการแล้ว กล้องประเภทนี้เป็นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง ซึ่งใช้กระจก 2 ชุด สะท้อนแสงกลับไปกลับมา เพื่อช่วยลดความยาวและน้ำหนักของลำกล้อง กล้องโทรทรรศน์แบบผสมบางชนิด อาจมีการนำเอาเลนส์มาใช้ในการแก้ไขภาพให้คมชัด แต่มิใช่เพื่อจุดประสงค์ในการรวมแสง ดังเช่น เลนส์ของกล้องแบบหักเหแสง เราจะพบว่า กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่อยู่ในหอดูดาว ส่วนใหญ่ มักจะเป็นกล้องโทรทรรศน์ 
 
2. กล้องโทรทรรศน์วิทยุ (radio telescope)

เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น ในช่วงคลื่นวิทยุจากวัตถุบางชนิดจากท้องฟ้าได้
 
 
 
 
ส่วนประกอบของกล้องโทรทรรศน์วิทยุมี 3 ส่วนคือ

1) ส่วนรับสัญญาณ ทำหน้าที่รับและรวมสัญญาณไปอยู่ที่จุดโฟกัสของจาน
2) ส่วนขยายสัญญาณ ทำหน้าที่ขยายสัญญาณที่ส่งมาจากส่วนรับสัญญาณ
3) ส่วนบันทึกสัญญาณ ทำหน้าที่แปลสัญญาณที่ถูกขยายให้ออกมาเป็นภาพ หรือรหัสบนแผ่นกระดาษ หรือจอรับภาพเป็นภาพ กล้องโทรทรรศน์ที่กล่าวมาเป็นกล้องที่ตั้งอยู่บนโลกและโลกมีบรรยากาศห่อหุ้มคลื่นแม่เหล็กในช่วงคลื่นสั้น เช่น คลื่นรังสีเอกซ์ หรือคลื่นรังสีแกมมาที่แผ่ออกมาจากดาว จะไม่สามารถผ่านบรรยากาศของโลกได้ ดังนั้นจึงได้มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์แล้วส่งขึ้นไปในอวกาศ ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา
 
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
 
 
 
อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ ที่กล่าวมาช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อมูลมากมายก็จริง แต่ยังไม่สมบูรณ์ นักวิทยาศาสตร์จึงได้พยายามประดิษฐ์คิดค้นอุปกรณ์อื่นๆ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ดาวเทียม ยานขนส่งอวกาศ ยานอวกาศทั้งที่ไม่มีมนุษย์ควบคุมและที่มีมนุษย์ควบคุม เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ละเอียดและแม่นยำมากขึ้น และนอกจากนี้ดาวเทียมและยานอวกาศยังมีประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์บนโลกโดยตรงอีกด้วย

องค์ประกอบกล้องหักเหแสงอย่างง่าย