A messzelátó
A legegyszerűbb eszközük egyike
Készítettünk
már messzelátót? Nincs ennél könnyebb. Ha két nagyítólencse kerül kezünkbe,
feltétlenül próbáljuk meg. Két szemüveglencse is megfelel. Jó, ha az egyik lencse
olyan, amely kevéssé nagyít (nagyobb fókusztávolságú, laposabb). A másik lencse
pedig jobban nagyító legyen (domborúbb, kisebb fókusztávolságú, ábra).
Egy laposabb (nagyobb gyújtótávolságú) ás egy domborúbb (rövidebb gyújtótávolságú) lencsét mint messzelátót használhatunk
A laposabb lencsét egyik kezünkkel tartsuk távolabb szemünktől, a domborúbbat
pedig másik kezünkkel tartsuk közvetlenül szemünk elé, és nézzünk át egyszerre
a két lencsén valami távolabbi tárgy felé.
Ha a messzebb tartott lencse (a tárgylencse) távolságát változtatjuk, egyszer
csak a távoli tárgyat nagyítottnak, közelebbinek látjuk. A kép fordított, ha
mindkét lencse domború.
Az alábbi ábra alapján megértjük a messzelátó működését. A tárgylencsével
a távoli tárgy fordított képét állíthatnánk elő egy papírlapon, és azt nézhetnénk
egy szemünk elé tartott nagyítólencsén át. De a papírlap felesleges, nélküle
is látjuk a szemünk elé tartott lencse által megnagyított képet.
Így működik a két nagyítólencséből összeállított messzelátó. Fordított képet látunk
Élt Hollandiában 1608-ban egy Lippershey nevű szemüvegcsiszoló. A hibás lencséket gyerekeinek adta, hadd játsszanak velük. A mendemonda szerint a gyerekek jöttek rá, hogy két domború lencséből messzelátó lesz, ha szemünk elé tartjuk őket.
Messzelátó a borotválkozótükörből
Lehet olcsóbban
is jó képet mutató messzelátót készíteni. Pillanatok alatt állíthatunk
össze messzelátót tükörből és egyetlen nagyítólencséből
(ábra).
Az olcsón kapható, homorú felületű borotválkozótökröt mindenki ismeri. Ha közelről
belenézünk, arcunk képét nagyítva látjuk benne. De ne magunkat nézzük, hanem
fordítsuk az ablak felé. Most az ablak ás az ablakon kívüli tárgyak kicsinyített
ás fordított képét látjuk benne.
Tükrös messzelátó borotválkozótükörből és egy kis nagyítású (3 - 6-szoros) lencséből
Tegyük most a nagyítólencsét közvetlenül
szemünk elé, és nézzük a lencsével
mint nagyítóval - kissé oldalról - a tükörben látott képet. Egy kis próbálgatás
után tisztán, nagyítva látjuk. Közelinek látszanak a tükörben
a távoli tárgyak. A kép sokkal tisztább, élesebb, fényesebb, mint az a kép,
amit a két lencséből álló kísérleti
összeállításunkban láttunk, szivárványszínek sincsenek lenne. Ez az előnye.
A tükörről visszaverődnek a fénysugarak. Fényvisszaverődéskor pedig nem bomlik
színekre a fény.
A csillagászok ezért alkalmaznak elsősorban tükrös messzelátókat. Tükröt csiszolni
is könnyebb, mint nagy lencsét. így például a világ legnagyobb lencsés messzelátójában
a képet alkotó lencsének az átmérője csak 1 méter és 2 centiméter. De a legnagyobb
tükrös távcsőben a képet alkotó tükörnek az átmérője 5 méter, a tükör súlya
15 000 kilogramm.
Hányszorosan nagyítanak a távcsövek?
A nagyítás rendszerint rá van írva a messzelátóra. Például a 8-szorosan
nagyító messzelátón át úgy látjuk a tárgyakat, mintha 8-szor közelebb
lennének hozzánk. A 800 méterre levő házat úgy látjuk, mintha csak 100 méterre
lenne tőlünk.
A színházlátogató 2 - 3-szoros nagyítású messzelátót használ. A katona,
a kiránduló 6 - 12-szereset. A 12-szeresnál jobban nagyító messzelátót
már nem tartják kézben, mert a kéz remegése miatt a kép annyira ugrándozik,
hogy élvezhetetlen.
Földi tárgyak részére a légkör nyugtalansága miatt ritkán alkalmaznak 100-szorosnál
nagyobb nagyítást. Ez az oka annak is, hogy a csillagászok is legfeljebb 1000-szeresen
nagyító messzelátón át nézik vagy fényképezik az égitesteket.
Hogyan lehet előre megmondani, hogy mennyire nagyít a távcső? Ezt is
érdemes megjegyezni, olyan egyszerű.
Legyen például a tárgylencse fókusztávolsága
1 méter = 100 centiméter. A szemünk elé tartott lencse
fókusztávolsága pedig
10 centiméter. Akkor a távcső nagyítása 100 cm : 10 cm = 10-szeres.
Általában: a messzelátó nagyítását úgy tudjuk meg számítással, hogy a
tárgylencse fókusztávolságát
elosztjuk a szemünk előtt levő lencse
fókusztávolságával.
Az amerikai Yerkes csillagvizsgáló távcsöve tárgylencséjének átmérője 102 cm,
fókusztávolsága pedig 19 m 79 cm, kereken 20 méter = 2000 cm.
Ha 10 cm fókusztávolságú
lencsén át nézünk, akkor a távcső
nagyítása 2000: 10 = 200-szoros, ha pedig 1 cm fókusztávolságú
lencsét teszünk szemünk elé, akkor
2000: 1 = 2000-szeres a távcső nagyítása.
Az óriási messzelátók építői nem azért készítenek egyre nagyobb távcsöveket,
hogy egyre nagyobb nagyítást érjenek el velük - hanem arra törekednek, hogy
a távcsövek tárgylencséi legyenek egyre nagyobb ármérőjűek. Így több fényt gyűjtenek
össze, a gyenge fényű csillagok is láthatók lesznek.
Kézben tartható távcsöveink is annál jobbak, annál drágábbak, mennél
nagyobb a tárgylencséjük.
Mire jó a nagy átmérőjű lencse?
Ha belenézünk egy kis lencséjű, hatszorosán
nagyító távcsőbe, azután egy másik, de nagy lencséjű,
ugyanannyira nagyító távcsőbe, meglepődve látjuk, hogy mennyivel fényesebb,
világosabb a kép a nagy lencséjű messzelátóban.
Miért ad fényesebb képet a nagyobb átmérőjű lencse? Mert a tárgyról több fény
esik a nagy felületű lencsére, több fénnyel ragyogóbb képet rajzol. A 2-szer,
3-szor nagyobb átmérőjű lencse 2.2 = 4-szer, 3.3 = 9-szer fényesebb, fényerősebb
képet alkot.
Szabad szemmel miért látunk csak kb. 6000 csillagot, amikor sok ezermillió csillag
van az égen?
Azért, mert ezeknek a szabad szemmel láthatatlan csillagoknak igen gyenge a
fényük. Szemünk 5 milliméter átmérőjű látónyílására, pupillájára olyan kevés
fény esik, hogy nem vesszük észre.
Nézzük
5 cm = 50 mm lencseátmérőjű messzelátóval
az eget. Ennek a tárgylencsének a felülete
100-szor akkora, mint szemünk látónyílásáé. Ez a távcső 100-szor annyi fényt
gyűjt össze a csillagról,
mint szemünk (ábra). Ezért annál gyengébb fényű csillagokat
is meglátunk a messzelátón át, mennél nagyobb a messzelátó fénygyűjtő
lencséjének (vagy tükrének) a felülete. (Ezen kívül azért is előnyös a nagy
átmérőjű lencse, mert finomabb részleteket
figyelhetünk meg vele azon a tárgyon, amit nézünk.)
Az 5 cm lencseátmérőjű messzelátó tárgylencséjének felülete 100-szor akkora,
mint szemünk pupillájának felülete éjszaka. - Ezért a távcső 100-szor annyi
fényt gyűjt össze, mint szemünk
A világ
legnagyobb tükrös messzelátója az amerikai Palomar-hegyen épült csillagvizsgálóban.
- A tükör átmérője 5 méter. Csiszolása hét évig tartott. Az eszköz méreteiről
fogalmat alkothatnak, ha látjuk, hogy alatta egy csillagászati kongresszus 300
résztvevője ül. Az alul levő tükör összegyűjti a távoli égitestről érkező fényt
és azt a legfelül látható hengeres térbe vetíti. Ott ül a megfigyelő.
Az ábrát ferdén átszelő hatalmas henger a tartószerkezet egy része.
A Palomar-hegyi óriástávcső 5 méter átmérőjű tükre
(ábra) 1 milliószor annyi fényt
gyűjt össze, mint szemünk. Olyan gyenge fényű,
olyan távoli égitesteket fedeztek fel vele, ahonnét a fény 5 - 8 ezermillió
év alatt jut el hozzánk, pedig a fény 1 másodperc alatt 300 000 kilométer utat
fut be. Ezektől a csillagokról
akkor indult el a hozzánk érkező fény, amikor a Nap,
a Föld és a többi bolygók
meg sem születtek még a világegyetem
anyagából.
Ilyen, 5 méter átmérőjű óriástávcső egyetlen van a világon, mert igen sokba
kerül, de kevesebbe, mint egy atomhajtású tengeralattjáró. Ebből már több van.
A messzelátókkal mintegy 500 millió csillagról és 10 millió - Tejutunkhoz
hasonló - csillagködről szereztünk tudomást. De ezek a csillagködök is sok ezermillió
csillagnapból állhatnak.
(Jelenlegi - 2020 - ismereteink szerint kb. 100 milliárd galaxis van az univerzumban és ezek midegyikében kb. 100 milliárd
csillag.)
Miért építik hegytetőkre a csillagvizsgálókat?
Nem azért, hogy közelebb legyenek a csillagokhoz. Hiszen a legközelebbi égitest,
a Hold 334 000 kilométer messzire van tőlünk, a Nap pedig 150 millió kilométerre.
Ehhez képest semmit sem számít az, ha a csillagvizsgáló egy vagy két kilométer
magas hegytetőn van.
A csillagvizsgálók számára por- és füstmentes helyeket keresnek ki, ahol a levegő
tiszta, átlátszó. Ezt a hegyvidéken találjuk meg, távol az emberi településektől.
A magasabb hegyek kiemelkednek az alacsonyan szálló, gyakori felhőrétegekből
is, ezért a hegyi csillagvizsgálókban többször van alkalmas idő a megfigyelésekre.
A jobb kézi messzelátókra nemcsak a gyártójuk neve van ráírva, például
Zeiss, Gamma, hanem számok is, mint például 6 X 24 vagy 10 X 50 és így tovább.
Nagyon fontos, hogy ismerjük ezeknek a számoknak a jelentését, mert elárulják
a messzelátó nagyítását
és fényerejét.
Az első szám a messzelátó nagyítását
jelenti, a második szám pedig a messzelátó nagyobbik lencséjének,
a tárgylencsének a milliméterben kifejezett átmérőjét. Tehát a 6 X 24 jelzésű
messzelátó 6-szorosan nagyít, tárgylencséjének
átmérője pedig 24 milliméter. A 10 X 50 jelzésű pedig 10-szeresen nagyít, tárgylencséjének
átmérője 50 milliméter. Ez utóbbi távcső két-háromszor értékesebb, mint az előző.