16
Astronomy 101                                                  Lecture #3 Today:    Basic Principles                       LGP,  Angular Resolution                       Plate Scale, Focal Ratio            Telescope Design                Types of Telescopes                Effective Focal Length                Magnification           Reading: Ch. 6       Where there is an observatory and a telescope, we expect that any eyes will see new worlds at once.  – Henry David Thoreau

Today - Department of Physics at Harvey Mudd College

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Astronomy 101                                                  Lecture #3

Today:    Basic Principles                      LGP,  Angular Resolution                      Plate Scale, Focal Ratio

           Telescope Design               Types of Telescopes               Effective Focal Length               Magnification  

         Reading: Ch. 6      

 

Where there is an observatory and a telescope, we expect that any eyes will see new worlds at once.  – Henry David Thoreau

●No light loss (reflection) ●Smaller f, compact design●Only one surface important●Support from back●Spherical and coma             aberration

●Light loss (absorption) ●Large f (large telescope size)●Difficulty in manufacture●Large weight (support)●Chromatic aberration, f=f(λ)●Thermal Stability●Easy maintenance

Refractors

Telescope Types: Pros and Cons Astronomy 101                                                 Lecture #3

Reflectors

The Largest Refractor  The Yerkes Observatory 

(University of Chicago) refractor was built in 1897.  It has lens diameter of 40­in and is 19.3 meters long. When it was built,  it was the largest telescope in the world.  It remains the largest refractor ever built.

Image credit: Yerkes Observatory

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Making Large Mirrors at  University of Arizona 

Image credit: Steward Observatory

The mirrors are made out of borosilicate glass on the honeycombed support structure.  

The glass is melted, molded and spun into shape in a specially designed rotating oven. 

The design was pioneered by Roger Angel at University of Arizona in the late 1980s.

LBT (8.4 m)

Magellan (6.4 m)

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Keck Telescope 10–meter  Mirror

The primary mirrors consists of 36 hexagonal segments. Each is 1.8 meters wide and 3in thick,and weighs about one ton.  They are alignedtwice a second  to a precision of 4nm.

Image credit: Keck Observatory

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Diffraction Pattern for a Spherical Aperture – Airy Disk  

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Resolving Two Stars

θmin = 1.22 λ/D

Image Credit: HST

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Types of Telescopes

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Equatorial Mount 

RA axis

DEC axisDEC axis

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Alt­Az Mount 

altitude axis

azimuth axis

Astronomy 101                                                 Lecture #3

Astronomy 101                                                  Lecture #3

Nasmyth Focus on Keck 

Effective Focal Length 

f eff=as

PS=1

f eff

Effective Focal Length 

f eff=as

=

f p f s'

p

as= f s'

=a p

p= f p

p

PS=1

f eff

Effective Focal Length 

f eff=as

=

f p f s'

p

as= f s'

=a p

p= f p

p

PS=1

f eff

Effective Focal Length 

f eff= f p

f s / d s

f s/ d s− f p/ d p

TMO Telescope 

f eff=f p f s

'

p

f eff= f p

f s / d s

f s/ d s− f p/ d p