miniaturadaimagem| O Grande Telescópio Binocular usa dois espelhos curvos para captar a luz Um telescópio ótico é um telescópio que coleta e foca a luz, principalmente da parte visível do espectro eletromagnético, para criar uma imagem ampliada para visualização direta, ou para fazer uma fotografia, ou para coletar dados por meio de sensores eletrônicos de imagem.
Existem três tipos principais de telescópio óptico:
refratores, que usam lentes (dióptricas) refletores, que usam espelhos (catóptrica) telescópios catadióptricos, que combinam lentes e espelhos
A capacidade de um telescópio de resolver pequenos detalhes está diretamente relacionada ao diâmetro (ou abertura) de sua objetiva (a lente primária ou espelho que coleta e focaliza a luz), e seu poder de captação de luz está relacionado à área da objetiva. Quanto maior a objetiva, mais luz o telescópio coleta e mais detalhes ele resolve.
As pessoas usam telescópios e binóculos para atividades como astronomia observacional, ornitologia, pilotagem e reconhecimento, além de assistir esportes ou artes performáticas.
História O telescópio é mais uma descoberta de artesãos ópticos do que uma invenção de um cientista.galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden – “the telescope was not the invention of scientists; rather, it was the product of craftsmen.” As lentes e as propriedades de refratar e refletir a luz eram conhecidas desde a antiguidade, e a teoria sobre como elas funcionavam foi desenvolvida por antigos filósofos gregos, preservada e expandida no mundo islâmico medieval, e atingiu um estado significativamente avançado na época da invenção do telescópio no início da Europa moderna.progression is followed through Robert Grosseteste Witelo, Roger Bacon, through Johannes Kepler, D. C. Lindberg, Theories of Vision from al-Kindi to Kepler, (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), pp. 94–99 Mas o passo mais significativo citado na invenção do telescópio foi o desenvolvimento da fabricação de lentes para óculos,galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van HeldenRenaissance Vision from Spectacles to Telescopes By Vincent Ilardi, page 210 primeiro em Veneza e Florença no século XIII,galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden e mais tarde nos centros de fabricação de óculos na Holanda e na Alemanha. Foi na Holanda em 1608 onde os primeiros documentos descrevendo um telescópio óptico refrator surgiram na forma de uma patente registrada pelo fabricante de óculos Hans Lippershey, seguida, algumas semanas depois, por reivindicações de Jacob Metius, e um terceiro requerente desconhecido, de que eles também sabiam desta "arte".Albert Van Helden, Sven Dupré, Rob van Gent, The Origins of the Telescope, Amsterdam University Press, 2010, pages 3-4, 15
A notícia da invenção se espalhou rapidamente e Galileu Galilei, ao ouvir sobre o dispositivo, estava fazendo seus próprios projetos aprimorados em um ano e foi o primeiro a publicar resultados astronômicos usando um telescópio.Albert Van Helden, Sven Dupré, Rob van Gent, The Origins of the Telescope, Amsterdam University Press, 2010, page 183 O telescópio de Galileu usava uma lente objetiva convexa e uma lente ocular côncava, um design agora chamado de telescópio de Galileu. Johannes Kepler propôs uma melhoria no designSee his books Astronomiae Pars Optica and Dioptrice que usava uma ocular convexa, frequentemente chamada de Telescópio Kepleriano.
O próximo grande passo no desenvolvimento de refratores foi o advento das lentes acromáticas no início do século XVIII,Sphaera - Peter Dollond answers Jesse Ramsden - A review of the events of the invention of the achromatic doublet with emphasis on the roles of Hall, Bass, John Dollond and others. que corrigiu a aberração cromática nos telescópios Keplerianos até então - permitindo instrumentos muito mais curtos com objetivas muito maiores.
Para telescópios refletivos, que usam um espelho curvo no lugar das lentes objetivas, a teoria precedeu a prática. A base teórica para espelhos curvos com comportamento semelhante a lentes foi provavelmente estabelecida por Alhazen, cujas teorias foram amplamente disseminadas nas traduções latinas de sua obra. Logo após a invenção do telescópio refrator Galileo, Giovanni Francesco Sagredo e outros, estimulados por seu conhecimento de que os espelhos curvos tinham propriedades semelhantes às lentes, discutiram a ideia de construir um telescópio usando um espelho como objetivo formador de imagem. As vantagens potenciais do uso de espelhos parabólicos (principalmente uma redução da aberração esférica com eliminação da aberração cromática) levaram a vários projetos propostos para telescópios refletivos,works by Bonaventura Cavalieri and Marin Mersenne among others have designs for reflecting telescopes o mais notável dos quais foi publicado em 1663 por James Gregory e veio a ser chamado de Telescópio Gregoriano, mas nenhum modelo funcional foi construído. Isaac Newton foi geralmente creditado com a construção dos primeiros telescópios refletores práticos, o telescópio newtoniano, em 1668 embora devido à sua dificuldade de construção e ao mau desempenho dos espelhos de metal usados, levou mais de 100 anos para os refletores se tornarem populares. Muitos dos avanços nos telescópios refletivos incluíram a perfeição da fabricação de espelhos parabólicos no século XVIII,Parabolic mirrors were used much earlier, but James Short perfected their construction. See espelhos de vidro revestidos de prata no século XIX, revestimentos de alumínio de longa duração no século XX,Silvering was introduced by Léon Foucault in 1857, see madehow.com - Inventor Biographies - Jean-Bernard-Léon Foucault Biography (1819–1868), and the adoption of long lasting aluminized coatings on reflector mirrors in 1932. Bakich sample pages Chapter 2, Page 3 "John Donavan Strong, a young physicist at the California Institute of Technology, was one of the first to coat a mirror with aluminum. He did it by thermal vacuum evaporation. The first mirror he aluminized, in 1932, is the earliest known example of a telescope mirror coated by this technique." espelhos segmentados para permitir diâmetros maiores e óptica ativa para compensar a deformação gravitacional. Uma inovação de meados do século XX foram os telescópios catadióptricos, como a câmera Schmidt, que usa uma lente (placa corretora) e um espelho como elementos ópticos primários, usados principalmente para imagens de campo amplo sem aberração esférica.
O final do século XX viu o desenvolvimento de óptica adaptativa e telescópios espaciais para superar os problemas da visão astronômica.
A revolução eletrônica do início do século XXI levou ao desenvolvimento de telescópios conectados por computador na década de 2010, que permitem que observadores não profissionais observem estrelas e satélites usando equipamentos de custo relativamente baixo, aproveitando as vantagens de técnicas astrofotográficas digitais desenvolvidas por astrônomos profissionais nas décadas anteriores. Uma conexão eletrônica com um computador (smartphone, pad ou laptop) é necessária para fazer observações astronômicas dos telescópios. A tecnologia digital permite que várias imagens sejam empilhadas enquanto subtrai o componente de ruído da observação, produzindo imagens de objetos Messier e estrelas fracas tão fracas quanto uma magnitude aparente de 15 com equipamentos de consumo.
Princípios direita|miniaturadaimagem|350x350px| Esquema de um telescópio de refração Kepleriano. A seta em (4) é uma representação (fictícia) da imagem original; a seta em (5) é a imagem invertida no plano focal; a seta em (6) é a imagem virtual que se forma na esfera visual do observador. Os raios vermelhos produzem o ponto médio da flecha; dois outros conjuntos de raios (cada um preto) produzem sua cabeça e cauda.O esquema básico é que o elemento principal de coleta de luz, a objetiva (1) (a lente convexa ou espelho côncavo usado para coletar a luz que entra), focaliza essa luz do objeto distante (4) para um plano focal onde forma uma imagem real (5). Esta imagem pode ser gravada ou vista através de uma ocular (2), que funciona como uma lente de aumento. O olho (3) então vê uma imagem virtual ampliada invertida (6) do objeto.
Imagens invertidas A maioria dos projetos de telescópio produz uma imagem invertida no plano focal; estes são chamados de telescópios inversores. Na verdade, a imagem é virada de cabeça para baixo e invertida da esquerda para a direita, de modo que, ao mesmo tempo, é girada 180 graus a partir da orientação do objeto. Em telescópios astronômicos, a visão girada normalmente não é corrigida, uma vez que não afeta a forma como o telescópio é usado. No entanto, uma diagonal de espelho é frequentemente usada para colocar a ocular em um local de visualização mais conveniente e, nesse caso, a imagem é ereta, mas ainda invertida da esquerda para a direita. Em telescópios terrestres, como lunetas, monoculares e binóculos, prismas (por exemplo, prismas Porro) ou uma lente de relé entre a objetiva e a ocular são usados para corrigir a orientação da imagem. Existem projetos de telescópios que não apresentam uma imagem invertida, como o refrator galileu e o refletor gregoriano. Estes são chamados de telescópios de montagem.
Variantes de design Muitos tipos de telescópio dobram ou desviam o caminho óptico com espelhos secundários ou terciários. Estes podem ser parte integrante do design óptico (telescópio newtoniano, refletor Cassegrain ou tipos semelhantes) ou podem simplesmente ser usados para colocar a ocular ou o detector em uma posição mais conveniente. Projetos de telescópio também podem usar lentes ou espelhos adicionais especialmente projetados para melhorar a qualidade da imagem em um campo de visão maior.
Características miniaturadaimagem|333x333px| Telescópio refrator de oito polegadas no Chabot Space and Science Center As especificações de design estão relacionadas às características do telescópio e como ele funciona opticamente. Várias propriedades das especificações podem mudar com o equipamento ou acessórios usados com o telescópio; como lentes Barlow, prismas zenitais e oculares. Esses acessórios intercambiáveis não alteram as especificações do telescópio, porém alteram a maneira como as propriedades do telescópio funcionam, normalmente ampliação, campo de visão aparente (CDV) e campo de visão real.
Resolução de superfície A menor área de superfície resolúvel de um objeto, vista através de um telescópio óptico, é a área física limitada que pode ser resolvida. É análogo à resolução angular, mas difere em definição: em vez de capacidade de separação entre fontes pontuais de luz, refere-se à área física que pode ser resolvida. A forma familiar para expressar a característica é a capacidade resolúvel de recursos como crateras lunares ou manchas solares. A expressão usando a fórmula é dada pela soma de duas vezes o poder de resolução sobre o diâmetro da abertura multiplicado pelo diâmetro do objeto multiplicado pela constante tudo dividido pelo diâmetro aparente do objeto .
Poder de resolução é derivado do comprimento de onda usando a mesma unidade como abertura; onde 550 nm a mm é dado por: .
A constante é derivada de radianos para a mesma unidade do diâmetro aparente do objeto; onde o diâmetro aparente da Lua de radianos para arcsecs é dado por: .
Um exemplo usando um telescópio com uma abertura de 130 mm observando a Lua em um comprimento de onda de 550 nm, é dado por: