| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ |
|---|
การโฟกัสเป็นการทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าวิ่งไปรวมกันที่จุดจุดเดียว
ความยาวคลื่นที่เราต้องการโฟกัสจะเป็นตัวกำหนดลักษณะอุปกรณ์ที่ใช้ในการโฟกัสมัน ซึ่งจะอธิบายให้ฟังในลำดับถัดไป
วัสดุที่ใช้ในการโฟกัสแสงหลักๆ แล้วมีสองชนิดคือ เลนส์ และกระจก ซึ่งทั้งสองมีข้อดีและข้อด้อยแตกต่างกัน
(ดูภาพที่ 1)
1.กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง (refracting telescopes) เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์ในการโฟกัสแสง ซึ่งเลนส์คืออุปกรณ์ที่ทำจากแก้ว เมื่อแสงเดินทางจากอากาศมายังแก้วจะเกิดการหักเหขึ้น
(ดูภาพที่ 2)
Yerkes telescope แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก เป็นกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกที่ถูกสร้างมาใช้งานจริง โดยหน้ากล้องมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตร (40 นิ้ว) สร้างเสร็จในปี ค.ศ.1897 เฉพาะเลนส์ก็มีน้ำหนัก 200 กิโลกรัมแล้ว น้ำหนักมากมายขนาดนี้สามารถส่งผลให้เลนส์มีการเปลี่ยนรูปทรงได้ แถมการยึดตัวเลนส์ที่หนักขนาดนี้เข้ากับกระบอกกล้องโทรทรรศน์ก็เป็นเรื่องยากมาก ตัวกระบอกกล้องโทรทรรศน์หนัก 6 ตัน ส่วนเกียร์และกลไกที่ใช้ในการหมุนกล้องโทรทรรศน์มีน้ำหนัก 20 ตัน โครงสร้างหอดูดาวที่ใช้ในการรับน้ำหนักทั้งหมดก็ยิ่งต้องถูกออกแบบมาเป็นอย่างดีเพื่อรองรับน้ำหนักทั้งหมด
(ดูภาพที่ 3)
จริงๆ แล้วมีกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงที่ใหญ่กว่านั่นคือ Great Paris Exhibition Telescope of 1900 ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.25 เมตร แต่มันถูกสร้างมาใช้ในงานนิทรรศการ Exposition Universelle ในกรุงปารีส พอครบกำหนดจัดแสดงก็รื้อถอนไป
เนื่องจากเลนส์เป็นวัสดุที่มีน้ำหนักมากจนสูญเสียรูปทรงได้ง่าย
ทุกวันนี้ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ขึ้น นักดาราศาสตร์จึงหันมาสร้างกล้องโทรทรรศน์อีกประเภท นั่นคือ กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง
2.กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง (reflacting telescopes) เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้กระจกในการโฟกัสแสง นักดาราศาสตร์รู้มาตั้งแต่สมัยโบราณแล้วว่ากระจกสามารถใช้ในการรวมแสงได้เช่นเดียวกับเลนส์ แต่การออกแบบกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงให้ใช้งานได้จริงได้ในสมัยนั้นเป็นเรื่องยาก
(ดูภาพที่ 4)
ผู้ที่ออกแบบและสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงได้สำเร็จเป็นคนแรก คือ เซอร์ ไอแซคนิวตัน (Sir Isaac Newton)
เซอร์ไอแซค นิวตัน ออกแบบให้กระจกทุติยภูมิ (secondary mirror) สะท้อนแสงออกด้านข้างตัวกล้องซึ่งทุกวันนี้เรายังคงใช้การออกแบบของนิวตันกับกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดไม่ใหญ่มาก
ส่วนกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงสำหรับการวิจัยสมัยใหม่จะใช้กระจกทุติยภูมิสะท้อนแสงออกไปยังช่องที่เจาะไว้ตรงกลางกระจกปฐมภูมิ กล้องในลักษณะนี้มีชื่อว่า Cassegrain telescope ซึ่งตั้งตามชื่อประติมากรชาวฝรั่งเศส Laurent Cassegrain ผู้ออกแบบมันในปี ค.ศ.1672
จะเห็นได้ว่าไม่ว่าจะเป็นกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบใดก็ตาม กระจกทุติยภูมิจะไปขวางทางที่แสงเดินทางเข้ามาเสมอทำให้แสงที่เข้ามาถึงกระจกปฐมภูมิ (กระจกหลัก) มีปริมาณลดลง อย่างไรก็ตาม หากกระจกหลักที่ใช้โฟกัสแสงมีขนาดใหญ่มากๆ กระจกทุติยภูมิย่อมบังแสงที่เข้ามาในสัดส่วนน้อย เมื่อเทียบกับแสงที่ผ่านเข้าไปได้
อ้างอิง
http://astro.uchicago.edu/vtour/inside/stats.html
