El funcionamiento del telescopio explicado por el Dr. Pasmo

Todos sabemos que el telescopio es un instrumento que permite la observación de las estrellas, la Luna y otros astros, es decir, de objetos muy lejanos.
Pero, ¿cómo es capaz de aumentar tanto los objetos?, y ¿quién fue el inventor? Para que aprendamos más de este objeto tan fascinante, intentaré responder a estas preguntas.

Primero, un poco de historia
Se dice que el telescopio fue inventado por Hans Lippershey en Holanda, a principios del siglo XVII; parece ser que un par de niños, tal vez sus hijos, jugaban con las lentes de su taller cuando notaron que, con cierta combinación de ellas, los objetos lejanos se amplificaban. Lippershey observó ese fenómeno y ofreció el invento en secreto a la corona de su país.
Sin embargo, en las demostraciones que siguieron, se hallaba un amigo de Galileo Galilei quien, a su regreso a Italia, le comunicó con gran entusiasmo lo que había visto en ellas; esto sucedió en noviembre de 1609 y Galileo, sin perder un momento y habiendo imaginado cómo se podría lograr tal efecto, comenzó a experimentar con las lentes de un amigo suyo, fabricante de anteojos. Así logró, en pocos días, reproducir el fenómeno de la amplificación de objetos lejanos, pensando de inmediato en su aplicación al estudio del firmamento.
Para montar las lentes de su primer instrumento, Galileo empleó un viejo tubo de órgano, y la noche del 6 de enero de 1610 estrenó su telescopio al apuntarlo a la Luna, las estrellas y el planeta Júpiter, que podía verse al anochecer. Nacía así la astronomía moderna.
Su descubrimiento más importante fue el de los satélites de Júpiter, cuya observación durante varios días ratificó la teoría heliocéntrica de Copérnico
Posteriormente, Johannes Kepler mejoró el instrumento de Galileo aumentando considerablemente el campo del telescopio, aunque invertía la imagen aumentada, ypero al hacerlo, se producía más aberración óptica que con el de Galileo, es decir, la imagen se veía distorsionada.
Años después, Isaac Newton, que creía que la aberración esférica no se podría corregir nunca, ideó otro tipo de telescopio, el reflector, a base de espejos. El razonamiento de Newton era simple y brillante: si la luz no atravesaba ninguna lente, la aberración esférica dejaría de ser un problema.

¿Cuáles son los componentes del telescopio?
Lente: pieza de vidrio trabajada de forma concreta que permite la obtención de imágenes por efecto de los fenómenos de refracción.
Espejo: superficie límite de un medio en la que se produce la reflexión de la luz.
Foco (f): punto en el que los rayos de luz convergen al refractarse en una lente o reflejarse en un espejo. El foco de toda lente o espejo se sitúa en algún punto de la recta de su eje.
Distancia focal (F): la distancia que media entre el centro del objetivo (lente o espejo) y el punto donde los rayos de luz convergen, es decir, el foco. Esta distancia depende de la curvatura de las lentes o espejos
Objetivo: elemento de un instrumento óptico dispuesto en dirección al objeto que se quiere observar. Los objetivos de los instrumentos ópticos son lentes o espejos y sobre ellos incide la luz proveniente de los objetos observados, refractándose en el caso de las lentes o reflejándose en el caso de los espejos.

Ocular: lente o sistema de lentes de un instrumento óptico y que constituye la parte donde aplica el ojo el observador. El ocular se sitúa en el foco del objetivo del instrumento y facilita y aumenta la imagen proporcionada por éste. Aparte del empleo de uno u otro tipo de lentes la característica que más diferencia a los oculares es su distancia focal que es la que, en última instancia, proporciona los aumentos.

¿Qué tipos de telescopio hay?
Existen tres tipos de telescopios: los refractores cuya óptica está basada en el empleo de lentes, los reflectores basados en espejos y los telescopios catadióptricos, que combinan las cualidades de las lentes y los espejos..

1.Telescopios refractores

En su esquema básico el objetivo de un telescopio refractor está formado por una lente objetivo colocada en un extremo del tubo que proyecta la luz hacia el fondo, donde se colocará el ocular a través del cual se observa. No obstante, actualmente casi todos los telescopios refractores utilizan como objetivo un conjunto de dos o más lentes que se complementan oportunamente para reducir o eliminar la aberración cromática y la esfericidad que se produce con este tipo de ópticas. Si la calidad de las lentes es alta estos telescopios ofrecen una gran definición y contraste, haciéndose especialmente aptos para la observación de astros brillantes al tiempo que permiten obtener aumentos relativamente elevados con oculares de focal larga.

2. Telescopios reflectores
Los telescopios reflectores utilizan como objetivo un espejo llamado primario (generalmente parabólico) colocado al final del tubo óptico que proyecta la imagen hacia un espejo secundario que la envía a su vez hacia el ocular. Al intervenir más elementos es necesario que todos estén bien alineados, a lo cual se le llama colimación. Puesto que la fabricación de espejos de gran diámetro es relativamente sencilla y barata se pueden obtener instrumentos de tamaño medio a precios muy ajustados.
Son telescopios muy luminosos y de elevado poder resolutivo que los hace aptos para un gran número de prácticas de observación. Además, los de tamaño pequeño y medio son fáciles de montar y desmontar lo que facilita su transporte a zonas alejadas de los núcleos de población.

3.Telescopios catadióptricos
Veamos ahora los catadióptricos, inventados recientemente. Resultan instrumentos de gran potencia y de tamaño bastante pequeño.
Este sistema fue inventado en la década del 30 por Bernard Schmidt, quien trabajaba tallando lentes y espejos. Posteriormente el diseño se adaptó a telescopios, proporcionando gran nitidez y apertura a las observaciones. Estos aparatos son muy costosos.

¿Y, cómo funciona el telescopio?
En una lente la luz desvía su trayectoria al pasar a través de ella. Es el fenómeno de refracción, que se produce siempre que la luz pasa de uno a otro medio. En los espejos la luz también cambia de dirección pero, esta vez, reflejándose según un determinado ángulo. Este es el fenómeno de reflexión.

Siguiendo la Figura , a la distancia entre el centro de la lente objetivo (punto O) y su foco (punto F1') se le llama longitud focal, que es precisamente la que correspondería a un telescopio sobre el cual estuviera montada. Se representa por la letra F y su valor suele venir expresado en milímetros.
El ocular se coloca entonces de manera que su foco (punto F2) coincida con la imagen formada por el objetivo. En esta situación el observador recibe una imagen virtual e invertida de igual tamaño que la formada por el objetivo pero, al originarse un gran aumento angular, se ve con mayor detalle.
Ahora bien, si simplemente sutituímos la lente objetivo de la Figura por otra con una distancia focal mayor comprobaremos como la imagen real que se forma es de mayor tamaño que en el primer caso. El ocular sigue cumpliendo exactamente la misma función que antes, pero la imagen que percibirá el observador es más grande.

Trabajo del grupo: Alejandro Chueca, Jara Fraile, Javier Íñiguez, Marina Pérez, Marta Rodrigo y Alejandro Rodríguez