Il percorso ottico nei telescopi: riflettore newtoniano e rifrattore kepleriano

Due modi diversi di raccogliere la luce

Un telescopio raccoglie molta più luce dell'occhio e la concentra in un punto, formando un'immagine che l'oculare rende osservabile. I due schemi più comuni raggiungono questo risultato in modo diverso: il riflettore usa specchi, mentre il rifrattore usa lenti.

Le animazioni mostrano il cammino di alcuni raggi provenienti da un oggetto molto lontano. All'ingresso del telescopio i raggi sono quasi paralleli; lo specchio o la lente principale li porta verso il fuoco, dove nasce l'immagine. L'oculare li ridistribuisce poi verso l'occhio. I disegni sono volutamente schematici e non in scala, ma il percorso rappresentato è quello caratteristico dei due strumenti.

Il riflettore newtoniano

Nel telescopio newtoniano la luce entra dal lato aperto del tubo e raggiunge il grande specchio primario concavo posto sul fondo. La sua curvatura rimanda i raggi verso un punto comune: il fuoco.

Prima che la luce arrivi al fuoco incontra un piccolo specchio secondario inclinato. Questo devia il fascio verso il fianco del tubo, dove si trovano il portaoculari e l'oculare. La deviazione laterale permette all'osservatore di guardare senza mettersi davanti all'apertura del telescopio.

Seguendo l'animazione si vedono, nell'ordine, l'ingresso dei raggi paralleli, la riflessione sullo specchio principale, la deviazione sul secondario e l'uscita verso l'occhio. Poiché gli specchi riflettono insieme tutti i colori della luce, il riflettore non produce il tipico bordo colorato che può comparire nei rifrattori più semplici. Il secondario, tuttavia, occupa una piccola parte dell'apertura e può ridurre leggermente il contrasto.

Il rifrattore

Nel rifrattore la luce attraversa una grande lente obiettivo posta nella parte anteriore del tubo. La lente piega i raggi e li fa convergere nel fuoco, formando un'immagine reale e capovolta. In astronomia il capovolgimento non è normalmente un problema, perché nello spazio non esistono un alto e un basso assoluti.

L'oculare si trova dopo il fuoco e rende l'immagine comoda da osservare. Nell'animazione i raggi entrano paralleli, cambiano direzione attraversando l'obiettivo, si incrociano nel punto di fuoco e raggiungono l'occhio dopo essere passati nell'oculare.

Una lente semplice non devia nello stesso modo tutti i colori e può quindi produrre leggere frange colorate, soprattutto attorno agli oggetti luminosi. Nei telescopi reali questo effetto viene ridotto combinando più lenti costruite con vetri differenti.

Quale scegliere?

Non esiste uno schema migliore in assoluto. A parità di apertura, il riflettore permette spesso di raccogliere molta luce con un costo più contenuto ed è molto usato per il cielo profondo. Il rifrattore offre un tubo chiuso, immagini contrastate e una manutenzione generalmente semplice, ma i grandi obiettivi diventano pesanti e costosi. In entrambi i casi contano soprattutto la qualità ottica, la stabilità della montatura e l'uso che si intende fare dello strumento.

A cura di Fabio Tempera