Um
pouco mais a respeito dos óticos:
Devido
às dúvidas de alguns leitores, achei por bem
esclarecer que tanto ótica
ou óptica estão
grafadas corretamente,e a única recomendação
dos ortografistas, no caso dessas consoantes mudas facultativas
é: escrever de acordo com a forma mais usual da fala.
A
fabricação de um instrumento ótico
de qualidade requer muita tecnologia principalmente com
os vidros óticos e o tratamento que eles receberão.
Tudo isso para minimizar certos defeitos comuns aos óticos
em geral. Esses defeitos são impossíveis de
serem eliminados totalmente. Na verdade eles são
atenuados até onde a tecnologia pode atuar, ou os
limites da física permitem. Nessas correções
é exigido um alto grau de especialização
tecnológica e os equipamentos óticos de qualidade
acabam tendo um custo bem elevado.
As
lentes de qualidade são confeccionadas com vidros
óticos especiais que recebem a denominação
'ED' (extra low dispersion) ou 'Fluorite' (fluoreto de cálcio),
mateial do qual é feito um vidro ótico de
altíssima qualidade.
Além do vidro ótico de qualidade as lentes
recebem tratamento anti-reflexo que dá uma coloração
azulada ou esverdeada na superfície. Esse revestimento
das lentes pode ser simples ( coated ), multi-camada ( multicoated
), este mais eficiente que o primeiro, e multi-camada completo
( fully-multicoated ) este útimo indica que todos
os elementos da ótica, tem revestimento multi-camada.
O revestimento óticos é obtido pela evaporação
metálica a vácuo e sua função
é reduzir o índice de reflexão na superfície
da lente e consequentemente aumentar a transmissão
de luz através da lente.
Quando um feixe de luz incide na lente, uma parte dele é
refletida de volta como em um espelho. Por menor que seja
essa reflexão, em um conjunto de várias lentes
a quantidade de luz refletida irá somar-se resultando
em uma significativa perda do brilho e do contrate da imagem.
Em instrumentos de alta qualidade , o revestimento das lentes
e inclusive dos prismas, permite que mais de 95% da luz
que chega à objetiva, alcance os olhos do observador.
Os
principais defeitos dos óticos:
A
luz visível abrange um espectro amplo que vai desde
a cor vermelha até a cor violeta. Analisando as três
cores primárias, o vermelho, o verde e o azul, (com
as quais podemos obter qualquer outra cor), cada uma delas
possui comprimento de onda diferente, sendo que o da luz
vermelha é maior seguida pela luz verde depois pela
luz azul que tem o menor comprimento de onda. Devido essa
diferença, ao atravessar uma lente simples cada cor
sofrerá um grau diferente de refração.
Como consequência a luz vermelha irá focar
mais afastada da lente, sendo que a luz verde fica em um
ponto intermediário e a luz azul mais próxima
da lente. Essas diferenças provocam o fenômeno
da aberração cromática, que afeta a
nitidez e gera contornos com cores alteradas
A figura abaixo ilustra o fenômeno da aberração
cromática em uma lente simples:
Com essa diferença de comportamento para cada cor,
fica difícil fazer com que toda imagem seja focalizada
no mesmo plano. Para corrigir este problema, utiliza-se
a combinação de duas lentes, uma convergente
o outra divergente, com vidros de diferentes índices
de refração. Nas lentes menores elas são
coladas uma à outra, mas em lentes maiores elas são
apenas justapostas. Essas lentes recebem o nome de "lentes
acromáticas".
Lente acromática:
Com lentes acromáticas consegue-se que pelo menos
duas cores sejam focalizadas no mesmo plano e que apenas
o verde fique ligeiramente deslocado, eliminando grande
parte da incômoda aberração cromática.
A correção da aberração cromática
melhora muito a qualidade da imagem e, hoje em dia, praticamente
todos os instrumentos de qualidade razoável possuem
correção acromática. O que difere um
do outro é o nível de correção
que cada um oferece e que certamente está relacionada
com o preço do instrumento.
Versões
mais aprimoradas das lentes acromáticas recebem a
dedominação Apocromática e podem ser
compostas de até quatro elementos feitos de vidro
ED ou Fluorite. É o que existe de mais perfeito em
correcão cromática e também são
as óticas mais caras (infelizmente).
Em
uma lente ou espelho esférico, um feixe de raios
luminosos paralelos, como os que vem de um objeto a grande
distância, não focam perfeitamente no mesmo
ponto. Esse problema é mais acentuado em comprimentos
focais curtos. Para corrigir esta distorção
as superfícies dos óticos devem ter a forma
parabolóide ou hiperbolóide. Veja a figura
abaixo:
Essa
distorção está relacionada com a deficiência
da lente focar em um campo realmente plano. Essa deficiência
traduz-se em uma deformação da imagem que
recebe o nome de distorção tipo "barril",
onde os cantos da imagem parecem encolher, ou tipo "almofada",
onde os cantos da imagem parecem esticar. As astro-fotografias,
devido ao filme ser plano, ficam bem prejudicadas com este
tipo de distorção.
Detalhe
do campo focal não plano:
Efeito
visual da distorção na imagem de um retângulo que seria
vista por um instrumento ,com as respectivas distorções:
-
Coma:
Quando
os raios de luz atingem a lente de modo oblíquo,
o que acontece quando o objeto observado não
está exatamente na área central do campo
de visão, eles acabam não convergendo
corretamente para o plano focal da lente e causam a
coma. Esta aberração faz com que a imagem
fique borrada quando próxima da borda do campo
de visão e estrelas fiquem parecendo cometas.
A
figura abaixo mostra o trajeto da luz e a a não convergêngia
dos raios de luz para o mesmo plano:
Nesta figura o efeito visual da imagem com
coma:
A
pupila de saída de um sistema ótico não
depende diretamente da abertura física da ocular,
ela é uma pupila virtual. Veja a figura abaixo onde
a luz de três estrelas, azul, rosa e dourada passam
através da ótica de um telescópio simples.
Seguindo a luz das três estrelas até a saída
pela ocular existe uma região onde os feixes convergem
e se cruzam totalmente, a largura desse cruzamento é
a pupila de saída e é medida em mm. Além
desse ponto os feixes de luz começam a divergir,
se você colocar o olho afastado da pupila não
verá todo campo de visão da ocular.
'Eye
relief' é uma expressão que não tem
uma tradução direta, significa: Distância
máxima da ocular da qual pode-se ver todo o campo de visão.
Portanto vou continuar a usar o termo 'eye relief' que é
mais simples. Na verdade 'eye relief' é a distância
da lente até a área onde se forma imagem da
objetiva, ou seja, exatamente na pupila de saída.
É facil medir a pupila de saída e o 'eye relief'
de um telescópio ou binóculo, basta apontá-lo
para o céu do dia (não o sol), colocar o foco
no infinito e aproximar e afastar uma folha de papel
da ocular até que a pupila de saída esteja
em foco. A distância do papel até a ocular
é o 'eye relief' e o tamanho da imagem focada é
a pupila de saída.
Oculares:
Pelo
grande
número de oculares existentes hoje no mercado, a
escolha pode ser difícil para o iniciante em astronomia.
Esse artigo pretende mostrar os principais tipos de oculares
e listar as inerentes vantagens e desvantagens de cada uma
delas.
Basicamente
uma ocular simples é composta de dois elementos,
a lente
mais próxima da objetiva recebe o nome de 'Lente
de Campo' e a mais próxima do olho é a 'Lente
do Olho', a distância que separa as duas é
'd'. Veja figura:
O
uso de dois ou mais elementos óticos, ao invés
de um, permite uma maior liberdade ao projetista para alterar
os parâmetros óticos do conjunto, com isso
consegue implementar melhores correções.
As
principais correções que os projetistas de
oculares objetivam são:
-
Reduzir
as aberrações cromáticas, usando
combinações de lentes como foi explicado
anteriormente.
-
Alargar
o campo de visão aparente. Campo de visão
largo torna a observação muito agradável,
principalmente em observações de céu profundo e da Lua.
Em observações planetárias não
é muito útil pois dificilmente um planeta
enche o campo de visão.
-
Aumentar
o 'Eye Relief'. Especialmente pessoas que usam óculos
gostam de Oculares com 'eye relief' longo, em torno
de 16 a 18 mm. Geralmente oculares de comprimento focal
curto também tem 'eye relief' curto, o que faz
com que muitos usem oculares de comprimento focal longo
com um barlow. Assim consegue-se um aumento extra e
preserva-se o 'eye relief' de uma ocular longa. E este
é o motivo de alguns fabricantes conseguirem
produzir oculares com longos 'eye relief' mesmo para
comprimentos focais curtos. A ocular já vem com
um barlow incorporado.
-
Reduzir
distorções nas bordas do campo de visão.
Quase todos os sistemas óticos sofrem em algum
gráu de aberração esférica,
coma, curvatura do campo e outras distorções
similares
-
Construir
oculares Parfocal. São oculares que possuem a
mesma distância do plano focal até a base
de fixação da ocular. Desta forma, se
você trocar de ocular não será preciso
ajustar o foco novamente.
Veja
alguns exemplos de oculares e os vários tipos de
óticas usados:
|
Oculares
do tipo Huygens
possui ótica simples de dois elementos
e foi desenhado no século XVII por Christian
Huygens. É a típica lente encontrada
nos telescópios mais baratos. A aberração
cromática foi minimizada pela combinação
de duas lentes do mesmo material, onde a distância
focal de uma lente é a metade da distância
focal da outra, ou seja f1=f2/2. Possui desempenho
ótico fraco e acentuada curvatura do
campo focal. Portanto são somente úteis
com comprimentos focais longos ou de baixa ampliação.
O campo focal ocorre entre as lentes o que dificulta
colocar um 'cross-hairs' para usá-lo
em uma buscadora.
Campo de visão aparente teoricamente
é de 40º mas somente 25º é
realmente utilizável.
O
'eye relief' é muito curto e obriga quase
a encostar a órbita do olho na ocular
Oculares
desse tipo são geralmente marcadas com:
'H', 'AH' (achromatic Huygens), or 'HM' (Huygens
Mittenzwey).
|
|
Oculares
do tipo Ramsden também
com duas lentes, porém com comprimentos
focais iguais. Esse tipo de ocular não
está livre das aberrações
mas, tem seu campo focal menos curvo do que
a Huygens. O campo focal encontra-se à
frente da ocular o que facilita usá-la
com 'cross-hairs'
em buscadoras.
Campo
de visão é de 25º a despeito
dos 40º teóricos e o 'eye relief'
é bem curto, o que impede o uso em comprimentos
focais curtos (grande aumento).
São
marcadas como: 'R' ou 'SR' (symmetrical Ramsden).
São encontradas como oculares de maior
poder em telescópios baratos de lojas
de departamentos.
Oculares
desse tipo são geralmente marcadas com:
'R'
|
|
Ocular
do tipo Kellner
ou MA (Modified Achromat), essencialmente é
uma Ramsdem melhorada pela adição
de uma lente acromática na composição,
fazendo que a lente de campo fique muito próxima
do plano focal. Isso ajuda a corrigir melhor
a aberração cromática mas,
faz que o pó e sujeiras na lente de campo
fiquem focados e visíveis. Sempre é
preciso manter a lente de campo bem limpa para
evitar este problema.
Oculares
desse tipo são geralmente marcadas com:
'K'
|
|
Plössl
é o tipo mais popular de ocular atualmente.
Oferece desempenho semelhante ao da ortoscópica
porém é mais facil de ser fabricada,
o que torna seu preço mais baixo, e funciona
muito bem em qualquer aumento, inclusive em
telescópios de grande abertura. É
composta por duas lentes cromáticas (dubletos),
com pequeno espaçamento entre elas. Alguns
desenhos modernos acrescenta uma lente entre
os dubletos para conseguir maior correção
da aberração cromática.
A Plössl possui boa correção
cromático e campo de visão aparente
em torno de 73º
|
|
Ortoscópica
foi a ocular
de melhor design do sec. XIX e que ainda é muito
utilizada atualmente. Consiste em um tripleto
acromático como lente de campo e é muito bem
corrigida para todas as aberrações e distorções.
Aliás o termo ortoscópica significa corrigida
oticamente. Possui campo de visão aparente de
50º. e bom 'eye relief'.
Oculares
desse tipo são geralmente marcadas com:
'Or'
|
|
Erfle,
König
são desenhos de oculares especialmente
desenvolvidos para proporcionar um gramde campo
de visão aparente, normalmente entre
60º a 70º. Compõe-se de dois
dubletos e uma lente simples ou três dubletos
como da imagem ao lado. Este design foi muito
aperfeiçoado nos dias de hoje com o advento
do CAD (design auxiliado por computador), e
das modernas técicas de revestimento
ótico. Modelos mais baratos sofrem de
astigmatismo nas bordas do campo de visão,
principalmente em grande aumento.
Oculares
desse tipo são geralmente marcadas com:
'Er'
|
|
Nagler
é outro fruto do design por computador e consegue
proporcionar um campo de visão aparente de 82º,
maior que o campo de visão do olho, e um médio
'eye relief' em torno de 10 a 12 mm. O usuário
tem a impressão de estar no espaço quando olha
por esta ocular, efeito apelidado de 'Andar
no Espaço'. Como o grande ângulo só pode ser
obtido com comprometimento do brilho e contraste,
as lentes devem possuir revestimento da melhor
qualidade. Em designs mais baratos o grande
ângulo pode introduzir certa distorção do tipo
almofada nas bordas da imagem, o que não ocorre
nas oculares Naglers mais caras. Algumas dessas
lentes são apelidads de 'garrafa' pelo tamanho
que atingem nos comprimentos focais maiores,
e pelo peso que pode passar de 1 Kg!
|
|