Resumo 8º ano – 02 – Como funcionam os

Como funcionam os telescópios
Um telescópio é um dispositivo incrível que tem a capacidade de fazer com que objetos
distantes pareçam estar muito mais perto. Telescópios vêm em todas as formas e tamanhos,
desde um pequeno tubo de plástico barato que você compra em uma loja de brinquedos, a
gigantes como o Telescópio Espacial Hubble, que pesa várias toneladas.
Telescópios amadores se encaixam em algum lugar entre esses dois, e mesmo que eles não
sejam tão poderosos quanto o Hubble, podem fazer coisas incríveis. Por exemplo, um pequeno
telescópio de 15 centímetros permite que você leia a escrita em uma moeda de um centavo de
uma distância de 55 metros.
A maioria dos telescópios que você vê disponíveis para compra no mercado, é de um desses
dois tipos:
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O telescópio refrator, que usa lentes de vidro;
O telescópio refletor, que utiliza espelhos em vez de lentes.
Ambos os tipos realizam exatamente a mesma coisa, mas de maneiras completamente
diferentes.
Para entender como funcionam os telescópios, vamos fazer a seguinte pergunta. Por que você
não pode ver um objeto que está longe? Por exemplo, por que você não pode ler a escrita em
uma moeda de um centavo quando ela está a 55 metros de distância de seus olhos? A
resposta a esta pergunta é simples: o objeto não ocupa muito espaço na tela do seu olho
(retina). Se você quiser pensar nisso em termos de câmeras digitais, a 55 metros a escrita na
moeda não cobre pixels suficientes sobre o seu sensor de retina para que você possa ler o que
está escrito.
Se você tivesse um olho grande o bastante, você poderia coletar mais luz do objeto e criar uma
imagem mais brilhante, e então você poderia ampliar parte dessa imagem para que ela se
estenda ao longo de mais pixels na sua retina. Duas peças de um telescópio tornam isso
possível:
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A lente objetiva (em refratores) ou espelho primário (em refletores), ela recolhe muita
luz de um objeto distante e traz essa luz, ou imagem, para um ponto ou foco.
Uma lente ocular leva a luz brilhante do foco da lente objetiva ou espelho primário e a
“espalha” para ocupar uma grande parte da retina. Este é o mesmo princípio que uma
lupa (lente) usa, ela pega uma pequena imagem no papel e espalha sobre a retina de
seu olho para que ela pareça maior.
Quando você combina a lente objetiva ou espelho primário com a ocular, você tem um
telescópio. Novamente, a ideia básica é a de buscar a luz para formar uma imagem brilhante
no interior do telescópio, e, em seguida, usar algo como uma lupa para ampliar (aumentar) a
imagem brilhante para que ela ocupe muito espaço em sua retina.
Características de Telescópios
Um telescópio tem duas propriedades gerais:
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Quão bem ele pode coletar a luz;
Quanto ele pode ampliar a imagem.
A capacidade de um telescópio para recolher luz está diretamente relacionada com o diâmetro
de sua lente ou espelho – a abertura – que é utilizada para captar a luz. Geralmente, quanto
maior a abertura, mais luz o telescópio capta e traz para focar e, mais clara será a imagem
final.
A ampliação do telescópio é a sua capacidade para aumentar uma imagem, e depende da
combinação de lentes usadas. A ocular executa a ampliação. Uma vez que a ampliação pode
ser conseguida por qualquer telescópio usando diferentes oculares, a abertura é uma
característica mais importante do que a ampliação.
Para entender como isso realmente funciona em um telescópio, vamos dar uma olhada em
como um telescópio refrator (o tipo que usa lentes) amplia uma imagem de um objeto
distante para fazê-la parecer mais próxima.
Telescópio Refrator
Hans Lippershey da cidade de Middleburg, Holanda, é creditado à invenção do telescópio
refrator em 1608, e os militares foram os primeiros a fazer uso da invenção. Galileu foi o
primeiro a usá-lo em astronomia e fez significativas melhorias no projeto. Em 1611, Kepler
melhorou o projeto, que fazia a imagem virar de cabeça para baixo. Projeto de Kepler ainda é
o principal projeto de telescópios refratores de hoje, com algumas melhorias posteriores nas
lentes e no vidro.
Telescópios refratores são o tipo de telescópio com que mais estamos familiarizados. Eles têm
as seguintes partes:
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Um longo tubo, feito de metal, plástico ou madeira;
Uma combinação de lentes de vidro na parte frontal (objetiva);
A segunda combinação lente de vidro (ocular).
O tubo mantém as lentes na distância correta de uma a outra. O tubo também ajuda a manter
fora a poeira, umidade e luz que possam interferir com a formação de uma boa imagem. A
lente objetiva recolhe a luz, e dobra-se ou refrata a um foco perto da parte posterior do tubo.
A ocular traz a imagem para o olho, e amplia a imagem. Oculares têm distâncias focais mais
curtas do que as lentes objetivas.
Refratores tem boa resolução, alta o suficiente para ver os detalhes em planetas e estrelas
binárias. No entanto, é difícil fazer lentes objetivas grandes (maior do que 4 polegadas ou 10
centímetros ) para eles. Telescópios refratores são relativamente caros, se você considerar o
custo por unidade de abertura. Porque a abertura é limitada, um refrator é menos útil para a
observação de objetos mais tênues do céu profundo, como galáxias e nebulosas, em
comparação com outros tipos de telescópios.
Telescópio Refletor
Isaac Newton desenvolveu o telescópio refletor em 1680, em resposta à aberração cromática
(o halo arco-íris na lente), problema que assolou refratores durante seu tempo. Em vez de
utilizar uma lente para recolher luz, Newton usou um curvo espelho de metal para recolhê-la e
refletir a um foco. Espelhos não têm os mesmos problemas de aberração cromática que as
lentes possuem. Newton colocou o espelho primário na parte de trás do tubo.
Como o espelho reflete a luz de volta para dentro do tubo, tiveram que usar um pequeno
espelho plano chamado de espelho secundário no caminho focal do espelho primário para
desviar a imagem para fora através da parede do tubo para a ocular, caso contrário, ele iria
ficar no caminho do feixe de luz. Além disso, você pode pensar que o espelho secundário iria
bloquear parte da imagem, mas como ele é muito pequeno quando comparado com o espelho
primário – que é quem reúne a grande quantidade de luz – o espelho menor não bloqueia a
imagem.
Em 1722 , John Hadley desenvolveu um projeto que usou espelhos parabólicos, e houve várias
melhorias nos espelhos. O refletor newtoniano era um projeto muito bem sucedido, e
continua a ser um dos projetos de telescópio mais populares em uso atualmente.
Eles oferecem campos de visão mais amplos do que os telescópios focais maiores, e fornecem
brilhantes vistas panorâmicas de cometas e objetos do céu profundo, como nebulosas,
galáxias e aglomerados de estrelas.