Vejledning til den astronomiske kikkert November 2004

Transkript

1 Vejledning til den astronomiske kikkert November 2004 Københavns Kommune Center for Undervisningsmidler

2 Generelt En astronomisk kikkert er beregnet til med selve teleskopdelen at indsamle lys fra fjerntliggende og ofte svagtlysende objekter. Den astronomiske kikkert består i det væsentlige af fem dele med hver deres funktion. Det er vigtigt, at alle dele fungerer tilfredsstillende, for at den samlede funktion skal blive god nok. Det er historien om kæden og det svage led. Der findes en mekanisk del (stativ, wedge og drev) og en optisk del (teleskop og okularer). Teleskopet indsamler lys gennem objektivet og koncentrerer det til øjet, som selv laver billedet af objektet på øjets nethinde. Til lyssvage objekter skal bruges lav forstørrelse, men lysstærke objekter kan tåle højere forstørrelse. Vær forsigtig med opstillingen og nedpakningen. Sørg for ikke at ryste og slå på teleskopet, og at det ligger stabilt i kassen efter nedpakningen. Det mekaniske For det mekaniske er det vigtigt, at det er stabilt og uden slør ethvert slør forstørres i billedet lige så meget som kikkerten bliver sat til at forstørre. Det optiske For det optiske system gælder det, at den optiske akse gennem teleskopet og i okularerne er på linie, dvs. at linser, spejle, prismer, okularer er justeret (det er de fra leverandøren), og at der ikke er slør i spejlophæng og okularfatningen. Objektivet (linse eller spejl) har en brændvidde. Dette teleskop har en brændvidde (f) på 2000 mm (2 meter). Hovedspejlet har i virkeligheden en langt mindre brændvidde for at gøre teleskopet mere kompakt, men via det lille sekundspejl i midten af bagsiden af den gennemsigtige frontlinse er brændvidden optisk forøget. Okularernes brændvidde varierer mellem 7mm og 40mm. Brug af forstørrelse Man ændrer på forstørrelsen ved at udskifte okularerne. Forstørrelsen findes ved at dividere et okulars brændvidde op i teleskopets brændvidde: Forstørrelse = f teleskop / f okular Et 40mm okular vil give en forstørrelse på 50x (Forstørrelse = 2000 / 40). Et 20mm okular vil give en forstørrelse på 100x, mens et 6mm okular vil give en forstørrelse på 285x. Forstørrelse skal bruges med fornuft. Man skal normalt ikke presse forstørrelsen i vejret, idet den optiske kvalitet som regel bliver dårligere. Ved lyssvage objekter (tåger, galakse svage stjernehobe) skal man benytte så lav forstørrelse som muligt. Der er ikke brug for forstørrelse både fordi objekter ofte har en stor udstrækning og risikerer at række ud over feltet, men også 2

3 fordi de i forvejen svage lys bliver yderligere udtyndet ved en forstørrelse. Man breder faktisk et lyssvagt billede endnu mere ud, hvorved billedintensiteten svækkes. Forstørrelse går med andre ord ud over teleskopets lysstyrke. Mindre og lysstærke objekter (Månens kratere, planeter, dobbeltstjerner) kan godt tåle forstørrelse. Dog støder man ofte på en grænse for teleskopets optiske kvalitet. Jo mere man forstørrer, desto mere iøjnefaldende vil et teleskops optiske begrænsninger præsentere sig. Dette teleskop, vil dog uden vanskelighed kunne bruge op mod 200 ganges forstørrelse. Dét, der virkelig sætter grænsen er den såkaldte seeing, atmosfæreluftens ro og gennemsigtighed. Advarsel!! Brug aldrig teleskopet til at kigge på solen!! Hvis man kigger på eller nærved solen medfører det øjeblikkelig og uoprettelig skade på øjet. Øjenskader er ofte smertefri, så der er ingen advarsel før skaden er sket og det er for sent. Lad aldrig teleskopet eller søgekikkerten pege mod eller nærved solen. Herved kan udstyret tage skade. Børn skal altid have voksnes vejledning under observationerne. Advarsel!! Rør aldrig kikkertens frontlinse, søgekikkertens og okularernes linser med fingrene. Tør aldrig duggen af kikkertens frontlinse. 3

4 Den astronomiske kikkerts enkelte dele 1. 8 korrektionsplade/linse 2. Søgekikkert linse 3. Søgekikkert låsering 4. Søgekikkert stilleskruer 5. Okular 6. Diagonal prisme 7. Deklination (Dek) lås 8. Deklination cirkel 9. Ascension cirkel 10. Drev-base 11. Dek slowmotion kontrolskrue 12. Strømpanel 13. Ækvatorial fastgørelse (wedge) 14. Hånd-kontrol 15. Trefod 16. Vippeplade til wedge 17. Polakse. 18. Gaffelarme 4

5 Opstilling af kikkerten 1. Stativ 2. Wedge 3. Montering 3a. De to omdrejningsakser 3b. Frigørelse af teleskopet 4. Søgerkikkert 4a. Indstilling af søgekikkert 5. Motoriseret drev 6. Teleskopet 6a. Pas på Solen 6b. Omvendt eller spejlvendt billede 6c. Dugproblemer 7. Relevante web-adresser 1. Stativet Stativet til den astronomiske kikkert ligger i kasse 5. Stativet skal stå på et stabilt underlag (asfalt, fliser, hård græsplæne). Stativets tre ben åbnes mest muligt, for at undgå slør fra denne del af opstillingen. Inden man bygger wedgen på, stiller man stativet, så ét af benene peger mod nord. Brug kompasset. Juster på benlængderne, så platformen kommer til at ligge vandret. 2. Wedgen Wedge betyder kile, og den kileformede konstruktion er beregnet til at vippe teleskopets motorplatform i overensstemmelse med stedets geografiske bredde. Hvis teleskopet skulle bruges på nordpolen, ville der ikke være brug for wedgen. Danmark ligger omkring 54,5-57,5 graders nordlig bredde. De fire skruer (to på hver side) løsnes og wedgen indstilles til den aktuelle breddegrad. Spænd derefter alle fire skruer. Passer breddegrader nogenlunde, er der ingen grund til at justere her. Dette vil normalt allerede være på plads. Sæt wedgen på stativets platform, så en akse gennem åbningen i den skrå del peger mod Nordstjernen (hældningen mod syd). Spænd den fast med den store håndskrue på oversiden af stativets platform. Kontroller at stativplatformen fortsat er vandret. Brug vaterpas. 5

6 3. Montering: Sæt teleskopet på wedgen en sikker metode Teleskopet er ophængt i en såkaldt gaffel, hvis bundmodul udgøres af teleskopets motordrev. Inden teleskopet sættes på wedgen, skal man sørge for, at teleskopet står parkeret i sin gaffel, så den tildækkede frontlinse vender mod bundmodulet. Teleskopets bundmodul fastgøres med tre fingerskruer gennem wedgen. Sæt den første fingerskrue i dét af bundmodulets tre skruehuller, der vender bort fra frontpanelet. Skru den mindst to hele omgange. Bær med begge hænder teleskopet (parkeret og fastlåst i sin gaffel) til wedgen og hæng det med fingerskruen i slidsen på wedgens kant. (De sidste to skruer skal om lidt skrues gennem to huller i wedgen og op i bunden af teleskopets bundmodul). Når teleskopet hænger dér, kan man spænde den første fingerskue en smule mere (sikkerhed). Derefter drejes bundmodulet en smule, så hullerne til de sidste to skruer passer med de to tilsvarende huller i wedgen. De to sidste fingerskruer spændes helt i bund og den første fingerskrue ligeså. Kontroller, at hele det mekaniske system er spændt godt sammen. 3a. Teleskopets to omdrejningsakser For at rette teleskopet ind mod et objekt, kan det drejes om to akser, der står vinkelret på hinanden. Der er ingen egentlige aksler, men lejer, hvorigennem en tænkt akse går. Så snart hele instrumentet er samlet og stabilt, kan man vippe teleskopet i gaflen ved at løsne en klemme på siden af gaflen, hvor teleskopet er fastgjort til gaflen. Man kan også rotere hele gaflen med teleskopet ved at løsne en klemme på oversiden af bundmodulet. Den første omdrejningsakse kaldes deklinationsaksen. Det er om denne akse teleskopet drejes, når man skal ændre sigteretningens højde. Den anden akse kaldes polaksen (eller timeaksen). Den går gennem bundmodulet og skal opad pege mod himlens nordpol (tæt ved Nordstjernen). Teleskopets bundplade vender nedad mod syd og gaflens arme peger opad mod Nordstjernen. 6

7 3b. Frigørelse af teleskopet Teleskopet sidder fastlåst i gaflen, parallelt med gaflens arme og med den tildækkede frontlinse nedad mod bundmodulet. Først løsner man klemmen til polaksen. Roter derefter gaffel og teleskop om polaksen, så søgekikkerten sidder på oversiden af teleskopet (eller sæt den fast her, hvis den ikke allerede er der). Drej gaflen så deklinationsaksen, der går gennem lejerne i gaflens ender, sidder nogenlunde vandret. Lås polaksen fast. Nu kan klemmen ved deklinationsaksen løsnes, hvorved teleskopet kan vippes op og ned. Vip teleskopets front opad mod den sydlige himmel, så det står nogenlunde vinkelret på gaflerne. (Nu peger teleskopet faktisk mod himlens ækvator). 4. Søgekikkerten Teleskopet er udstyret med en søgekikkert. Prøv om den er indstillet, så den viser et nogenlunde skarpt billede ellers kan den skarpindstilles. Den sidder i et lille ophæng, der er fastgjort til teleskopets overside. Ved behov for skarpstilling løsnes søgekikkertens låsering ved objektivet. Objektivet drejes til skarphed opnås, og låseringen fastgøres igen. Den vil i mange tilfælde være bragt ud af stilling, fordi den trykkes af kassens sider ved en forkert nedlægning efter brug. Den bør indstilles, så dens optiske akse er parallel med det store teleskops optiske akse ellers gør den ingen nytte. 7

8 4a. Indstilling af teleskop og søgekikkert Med teleskopet pegende mod den sydlige himmel kan man afmontere topdæksel og plastiklåget til okularholder-hullet i teleskopets bundplade. Læg topdækslet i kassen og plastiklåget i kassen til der pakkes sammen. Okularholderen skrues på teleskopets bund. Derefter isættes et vendeprisme, og i det sættes et okular med relativ lang brændvidde (40 mm). Frigør begge klemmer og led først efter en nogenlunde klar stjerne på himlen. Med øjet mod okularet fokuseres på fokuseringsknappen i teleskopets bundplade til billedet af stjernerne synes skarpt. Så snart stjernen er i teleskopets felt (gerne i midten), låses begge klemmer. Tænd derefter for motoren i bundmodulet. Kikkerten følger nu nogenlunde stjernens langsomme bevægelse mod vest, så stjernen bliver i kikkertfeltet. Der kan være brug for at finjustere. Kik så i søgekikkerten og prøv at indstille søgekikkerten ved at løsne og spænde de skruer, der holder den, indtil den samme stjerne er midt i søgekikkertens felt. Når det er på plads, kontrollerer man lige, at den klare stjerne stadig står nogenlunde midt i teleskopets felt. Gør den det, har man god hjælp og gavn af søgekikkerten. Lås nu søgekikkerten fast. 5. Motoriseret drev Monteringen er udstyret med elektrisk drev på begge akser. De elektriske drev har to opgaver: - Polaksens drev kan modvirke effekten af Jordens rotation, så et objekt forbliver i kikkertens synsfelt. - Polaksens og deklinationsaksens drev kan bruges til at finindstille kikkertens retning. (Justeringen af deklinationsaksen sker manuelt på aluminiumskruen nær gaflens bund.) Polaksens normale drev aktiveres, når kikkerten er rettet ind mod det ønskede objekt. Når objektet er anbragt i synsfeltets midte, vil drevet sørge for, at det bliver dér under forudsætning af: 8

9 - at monteringens polakse er korrekt orienteret og - at rotationshastigheden er korrekt. Hvis objektet synes at drive lidt i feltet, kan man med finjusteringen bringe det på plads igen. Der vil normalt med en blot nogenlunde korrekt opstilling være tid nok til, at børn kan nå at se objektet, inden der skal justeres en smule igen. Uden motor vil objektet forsvinde ud af synsfeltet i løbet af et minut. 6. Teleskopet Lyset fra et himmellegeme (objektet) i rummet passerer gennem atmosfæren og rammer alt, jorden, vores øjne, teleskopet osv. Ved at rette teleskopet præcist mod objektet, vil lyset efter at have passeret korrektionspladen, reflekteres af hovedspejlet på en sådan måde, at det rammer sekundærspejlet. Her rettes strålerne lidt op, så de bliver mere parallelle, så det virker som om, de kommer fra en linse, der ligger længere væk. Den kunstige brændvidde, hvor parallelle stråler i dette teleskop mødes, er 2000 mm. 6a. RET ALDRIG TELESKOPET DIREKTE MOD SOLEN. Ud over at være farligt for observatøren, varmer det teleskopets spejle og justeringer op, hvorved sprængning eller bøjning af teleskopets dele kan forekomme. Skal teleskopet endelig bruges til solobservation, skal det blændes ned med en passende afskærmning. Der findes filtre beregnet til opgaven, men en erfaren person kan klare det ved at fremstille en papplade, der passer præcist foran korrektionspladen. I midten skal man udskære et centralt hul, der passer til sekundærspejlets holder. Det er vigtigt, at man sørger for, at denne papplade ikke kan falde af (brug evt. tape). Lav to huller i pappladen på hver side af midten. Hvert hul skal være omkring tre cm i diameter. Det giver rigeligt med lys. Man skal desuden afspærre området bag kikkerten, så børn ikke kan få lejlighed til at observere med kikkerten, men kun betragte det billede, som kikkerten kan bringes til at kaste på en væg, loft, karton e.l. 6b. Omvendt eller spejlvendt billede En astronomisk kikkert leverer som udgangspunkt omvendte billeder. Det vil sige op er ned og venstre er højre. Det er ikke et spejlvendt men et omvendt billede. Det er upraktisk ved terrestriske observationer (landskab, fugle). I astronomi betyder det dog sjældent noget, da der hverken er op eller ned på stjerner. Man vil dog erfare det, når man begynder at flytte teleskopet, når man søger efter et objekt mellem stjernerne. 9

10 Man kan også få vanskeligheder, når man skal referere til konfiguration på detaljerede stjernekort, som man bliver nød til at dreje 180 grader for at få det til at stemme med stjernerne i feltet. Når man anvender et okular, ser okularet på det omvendte billede og sender det mod øjet. Øjets linse (foran pupillen) danner et skarpt billede på nethinden. Man fokuserer billedet med teleskopets bundskrue (der i virkeligheden skubber hovedspejlet en smule frem og tilbage). Anvender man et vendeprisme inden okularet sættes i, vil man få et spejlvendt billede, idet kun én af billedets akser er byttet om. Et sådant billede svarer til at skulle se et stjernekort igennem papiret fra dets bagside. 6c. Dug Når temperaturen falder, nærmer man sig dugpunktet, dvs. den temperatur, hvor luften ikke længere kan indeholde al den fugtighed (damp), der altid er opløst i den atmosfæriske luft. Hvis denne grænse passeres, presses fugtigheden ud af luften og danner små vanddråber (tåge). Inden det sker, vil teleskopets frontlinse dugge til, fordi teleskopet har en tendens til af afkøles hurtigere end luften, fordi det udstråler varme. Man skal IKKE forsøge at tørre duggen af frontlinsen. Det tåler den ikke. Prøv i stedet at varme tubus (det blå kikkertrør) op på følgende måde: Hold begge hænder omkring tubus så tæt op mod frontlinsen som muligt. Undgå at ånde på frontlinsen. Varmen fra hænderne vil forplante sig til frontlinsen og normalt fjerne duggen i løbet af 5 minutter, hvorefter frontlinsen normalt vil være dugfri i den næste halve time. Man kan også udstyre teleskopet med en dug-kappe, som kan fremstilles af mat sort karton (50x70, der skæres ned til 30x70), som rulles over en bordkant, så man kan danne et rør på 22 cm i diameter og 30 cm i højde. Hold kartoncylinderen ned over tubus fra front-enden og brug tape til at samle kartonen. Lav den inden man tager kikkerten i brug. Det er en god idé, at montere dugkappen i god tid måske efter en halv times observation, fordi teleskopet så er ved at være afkølet. 10

11 7. Oversigt over relevante web-adresser Her er en række web-adresser som kan bruges i arbejdet med Rummet og stjernehimlen: Desuden kan det anbefales at besøge stjernekammeret på Bellahøj Skole. Se deres hjemmeside 11