التلسكوب أو (المرقاب) هو جهاز بصري يستخدم لرؤية الاشياء البعيدة وخاصة الأجرام السماوية، ويعتقد أن أول تلسكوب كان من صنع النظاراتي الهولندي (هانز ليبرشي) عام 1608 ، فقد لاحظ صدفة وهو يتفحص زوجين من العدسات واحدة تلو الاخرى، أن الاجسام تبدو أقرب بالنظر عبر الأثنتين. وفي عام 1610 صنع العالم الايطالي الشهير (غاليليو) تلسكوبا أفضل، عرف بتلسكوب غاليليو، يكبر الاشياء 33 ضعفاً ، تم توالت التحسينات تدريجيا على التلسكوب على أيدي مختلف العلماء والفلكيين
في هذا الموضوع سأحاول القاء الضوء على المباديء والمفاهيم الأساسية للتلسكوب وأنواعه المختلفة.
مقدمة:
الكثير من هواة الفلك او من يبدأ اهتمامهم بالفلك يزداد يفكرون مباشرة في شراء تلسكوب وفي كثير من الأحيان يصابون بالاحباط بعد شرائهم لجهاز تلسكوب. والسببين الأكثر شيوعاً لذلك هي إما شراء تلسكوب ذو جودة متدنية أو صعب الأستخدام
وأحد الأسباب الهامة لهذا الأحباط هو ان الهاوي كان يتوقع رؤية الأجرام السماوية بشكل مختلف عما سيراه فعلاً باستخدام التلسكوب. في الصورة تمثل المجموعة الأولى ما يتوقع الكثير من الهواة رؤيته بينما ما سيرونه فعلاً هو المجموعة الثانية اذا كان التلسكوب ذو جودة عالية
والمجموعة الأولى من الصور (المتوقع) يتم الحصول عليها من تلسكوبات ضخمة ثم يتم معالجة الألوان بالحاسب الآلي لتظهر بهذا الشكل المبهر.
التدرج:
الأفضل لهاوي الفلك الجديد التدرج في مراقبة السماء والنجوم. في البداية تكون مراقبة السماء بالعين المجردة خصوصاً في الليالي المظلمة حيث لا يظهر القمر وفي مناطق بعيدة عن العمران والتلوث الضوئي. هذه المراقبة ستظهر الكثير من الأجرام السماوية التي لا نستطيع رؤيتها في المدن وستمكن الهاوي من التعرف على الابراج والمجموعات النجمية الكبيرة ومواقعها لانها كلها تظهر بوضوح للعين المجردة (يستطيع الانسان رؤية حوالي 200 نجم في مناطق مظلمة نسبياً ويصل العدد الى 4500 نجماً في المناطق المظلمة تماماً).
الخطوة الثانية هي استخدام الدربيل. والمقاس الأفضل للدربيل لمراقبة النجوم هو 7x50 أو 8x50 مثل التي تستخدم من قبل الجيش. وميزة الدربيل ذو الجودة العالية سهولة الحمل ووضوح الصورة لان كمية الضوء التي تدخل الى العين باستخدام دربيل بعدسة 50مم تعادل 100 ضعف العين المجردة مما يمكننا من مشاهدة الكثير من النجوم التي لا ترى بالعين المجردة.
والدربيل لا يقلب الصورة مثل أغلب التلسكوبات. كما يتميز الدربيل بمجال رؤية أكبر حيث يغطي الدربيل مجال رؤية بحوالي 5 الى 6 درجات قوسية بينما لا يظهر أكثر التلسكوبات أكثر من درجة أو درجتين قوسية وأحياناً أقل من ذلك (سنفصل أكثر عن مجال الرؤية لاحقاً). يجب الأنتباه أن الدربيل الذي يزيد تكبيره عن 10 يضاعف اهتزازات اليد اثناء الحمل بدرجة كبيرة بحيث يحتاج الى وضعه على حامل أو وضع اليدين على شيء ثابت.
وللمقارنة فإن هذا ما نراه باستخدام الدربيل اذا نظرنا باتجاه مجرة اندروميدا
الخطوة الثالثة هي شراء تلسكوب وهنا تأتي الحيرة في شراء أي نوع. والواقع أنه هناك أنواع مختلفة لها مواصفات مختلفة تناسب الاستخدامات المختلفة وكذلك الميزانية التي وضعها الشخص. لذلك لا يوجد إجابة واحدة للسؤال التقليدي "ما هو أفضل تلسكوب أشتري؟" ولكن المهم هو معرفة المميزات المختلفة بحيث يستطيع الشخص تقرير ماذا يريد منها والثمن الذي سيدفع للحصول عليها
دعونا الآن نبدأ بالتفاصيل عن عمل وخواص التلسكوب لتتضح الرؤية أكثر.
أولاً: مبدأ عمل التلسكوب
يقوم مبدأ عمل التلسكوب على ظاهرة انكسار الضوء وهي ظاهرة نستطيع ملاحظتها عند وضع ملعقة أو شفاط في كأس ماء حيث نلاحظ انكسار صورة الجسم الموضوع
والسبب في هذه الظاهرة هو إختلاف سرعة الضوء عند مروره بمواد مختلفة مثل الهواء والماء والزجاج
وفي التلسكوبات يتم إستخدام العدسة المحدبة التي تقوم بتجميع الضوء في نقطة واحدة تسمى البؤرة وتسمى المسافة بين العدسة والبؤرة بالبعد البؤري
ويقوم التلسكوب بعمليتين أساسيتين هما توضيح الصورة وتكبيرها. والكثير من الهواة يهتم بالتكبير وقد لا يهتم كثيراً بتوضيح الصورة وهذا خطأ كبير لان التكبير من الممكن زيادته سواءً ياستخدام عدسات مختلفة أو نقل الصورة الى الكمبيوتر وتكبيرها أما عدم وضوح الصورة فلا يمكن معالجته
ثانياً: أنواع التلسكوبات
التلسكوبات الكاسرة أو الانكسارية (Refractor)
وهي أقدم الأنواع إختراعاً وهي عبارة عن أنبوب رفيع وطويل تقع في نهايته من جهة السماء عدسة تسمى العدسة الشيئية وفي جهة المراقب عدسة أصغر تسمى العدسة العينية. تقوم العدسة الشيئية بكسر الضوء وتجميعه باتجاه العدسة العينية التي تقوم بتكبير الصورة وهي نفس طريقة عمل الدربيل ولكنه بعين واحدة بدل أثنتين كما في الدربيل.
يتميز هذا التلسكوب بعدم حاجته الى الصيانة وأنه مغلق من الجهتين فلا تؤثرفيه التيارات الهوائية كثيراً كما يتميز بجودة الصورة ولكن بسبب صعوبة صناعة عدسات ذات جودة عالية وبأحجام كبيرة فإن هذا النوع يتوفر غالباً بأحجام صغيرة. وفي الماضي كان هذا النوع يسبب وجود هالة عند النظر من خلاله بسبب أن الألوان المختلفة تنعكس بزوايا مختلفة ولكن حديثاً يتم إستخدام عدسات تسمى أكروماتيك لتلافي هذه المشكلة ويعيب هذا النوع ثقل وزنه وحجمه الطويل كما يعيبه أن العدسة نحيفة من الأطراف مما يعرضها للكسر
التلسكوب النيوتوني العاكس (Newtonian Reflector):
تم اختراعه بواسطة إسحاق نبوتن وتقوم فكرة عمل هذه التلسكوبات على استبدال العدسة الشيئية بمرآة مقعرة مصقولة جيدا تسمى المرآة الرئيسية تقوم بعكس الضوء وتجميعه إلى مرآة أخرى تقوم بعكسه خارج الانبوب باتجاه العدسة العينية.
ويتميز هذا النوع بعدم وجود الهالة الضوئية وأن المرآة الخلفية مثبته بإحكام مما يمكن من صناعته بعدسات كبيرة نسبياً كما أنه أرخص الأنواع ذات الجودة المتقاربة والحجم.
أما العيوب فهي أن المرايا (خصوصاً المرآة العاكسة) تتحرك أحياناً وتحتاج الى موازنة من فترة لأخرى كما أنها معرضة للغبار والأوساخ لانها مفتوحة على الهواء الخارجي
تلسكوب كاسجرين:
وهناك نوعان هما الأكثر انتشاراً تحت هذا الصنف وهما شميت كاسجرين (Schmidt Cassegrain) وماكسوتوف كاسجرين (Maksutov-Cassegrain) وطريقة عملهما قريبة جداً وتقوم على دخول الضوء عبر مرآة عاكسة تقع في نهاية الأنبوب ويتم استقبال الضوء عن طريق مرآة ثانوية صغيرة محدبة تقوم بدورها بعكس الضوء إلى خارج فتحة تقع في مؤخرة التلسكوب وأخيرا تظهر الصورة في العينية.
ويتميز هذا النوع بقصر طوله لنفس البعد البؤري مما يسهل عملية حمله ونقله ولكن يعيبه غلاء سعره مقارنة بالأنواع الأخرى
ثالثاً: مميزات التلسكوبات
1- العدسة (أو المرآة) الشيئية (Objective Lens):
العدسة الشيئية هي قلب التلسكوب وهي أهم قطعة فيه لأنها تحدد كمية الضوء التي يجمعها التلسكوب وهذا هو العامل الحاسم في وضوح الصورة وأهم ما فيها هي جودة الصناعة وقطر العدسة. يقاس قطر العدسة عادةً بالإنش (وأحياناً بالمليمتر) وللتحويل بينهما نضرب أو نقسم على 25
كل ما زاد حجم العدسة الشيئية كلما تضاعفت كمية الضوء التي تجمعها. فعدسة قطرها 8 انش تجمع أربع أضعاف عدسة بقطر 4 انش والتي يبلغ قطرها 12 انش تجمع 9 اضعاف عدسة قطرها 4 انش
كما أن حجم العدسة يحدد التكبير الأقصى العملي وهو التكبير الذي يحافظ على وضوح وجودة المنظر. صحيح اننا نستطيع زيادة التكبير ولكن المنظر سيكون مشوشاً وغير واضح. ونسبة التكبير العملي تتراوح بين 30 الى 50 قطر العدسة بالانش اعتماداً على صفاء الجو ونظافة العدسة. وعادة نضرب قطر العدسة في 40 للحصول على أقصى تكبير عملي مع الحفاظ على الوضوح. فمثلاً التكبير العملي لتلسكوب بعدسة 4 انش هو 160 (حاصل ضرب 4x40) بينما التكبير العملي لتلسكوب 8 انش هو 320 (8x40).
قطر العدسة لاستخدام الهواة يتراوح بين 3 الى 8 أنش. أما الأكبر حجماً فتكون غالية الثمن بشكل كبير.
2- النسبة البؤرية (Focal Ratio)
كما ذكرت في البداية فإن لكل عدسة بعد بؤري وقد يختلف البعد البؤري لعدستين من نفس الحجم. ولأن البعد البؤري يتحدد عند صناعة العدسة الشيئية فإنه يبقى ثابتاً لتلسكوب معين ولا يمكن تغييره
أما النسبة البؤرية فهي ناتج قسمة البعد البؤري على قطر العدسة. فمثلاً لو كان عندنا تلسكوب قطر عدسته 6 انش (أي حوالي 150 مم) والبعد البؤري للعدسة هو 900 مم فإن النسبة البؤرية له هي 6 (حاصل قسمة 900 على 150) ويرمز لهذه النسبة البؤرية بالرمز f/6 وتتراوح النسبة البؤرية بين 4 الى 15 (أي f/4 الى f/15)
كل ما قلت النسبة البؤرية كل ما كبر مجال الرؤية وازداد سطوع المنظر. النسب الصغيرة (وتسمى السريعة) وهي بين (4-5) تستخدم لمجال رؤية كبيرة وهي مناسبة لمراقبة السدم والمجرات البعيدة أما النسب الكبيرة (11-15) فهي مناسبة لمشاهدة الكواكب والنجوم الثنائية والتفاصيل الدقيقة للقمر وكذلك للتصوير. النسب في الوسط (6-10) مناسبة للإستخدامين معاً. عدد النجوم التي يمكن رؤيتها في منطقة معينة يعتمد على حجم العدسة ولا يؤثر البعد البؤري فيه كثيراً
يجدر بالذكر أنه كلما كبرت النسبة البؤرية كلما زاد طول التلسكوب.
3- العدسة العينية وعدسة بارلو (التكبير) (Eye Piece)
العدسة العينية هي التي تقوم بتكبير الصورة وكل ما قل البعد البؤري للعدسة كل ما زاد تكبيرها. ويتراوح البعد البؤري للعدسات العينية من 3 الى 50 مليمتر وأكثرها استخداماً ذات بعد بؤري 25مم و10مم و6مم. وهي تأتي بمقاسين وهما 1.25 انش وهو الأكثر شيوعاً و 2 انش ويوجد العديد من التلسكوبات التي يمكن فيها استخدام المقاسين.
الكثير من التلسكوبات تأتي مع أكثر من عدسة عينية كما يمكن شراء عدسات عينية بمقاسات مختلفة واستخدامها لان أغلب التلسكوبات يمكن تغيير العدسة العينية فيها (ما عدا التلسكوبات الصغيرة)
لحساب التكبير نقوم بقسمة البعد البؤري للعدسة الشيئية على البعد البؤري للعدسة العينية. فمثلاً لو كان عندنا تلسكوب بحجم 6 انش وبعد بؤري 1200مم فإننا لو استخدمنا عدسة عينية 25مم فستكبر بمقدار 48 مرة (حاصل قسمة 1200 على 25) أما لو استخدمنا عدسة عينية مقاس 6مم فسيكون التكبير 200 مرة
من المهم ملاحظة أن التكبير لا يؤثر في شكل النجوم لانه بسبب بعدها الشاسع عنا فمهما زدنا التكبير فسيبقى النجم عبارة عن نقطة مضيئة
ويوجد عدسات خاصة تسمى عدسات بارلو تركب بجانب العدسة العينية وهي تضاعف قوة التكبير بمقدار مرتين (2x) أو 3 مرات (3x) وميزتها أن شراء واحدة منها كأنه يضاعف عدد العدسات التي لديك. فمثلاً لو كان لدينا عدستين مقاسهما 25مم و 6مم فلو قمنا باستخدام عدسة بارلو مقاس 2x فاننا لو استخدمناها مع عدسة 25مم فستصبح كأنها عدسة 12.5مم ولو استخدمناها مع عدسة 6مم فستصبح كأنها 3مم.
ولو رجعنا الى المثال السابق باستخدام تلسكوب ببعد بؤري 1200مم وعدسة 6مم حيث وجدنا أن التكبير هو 200 مرة ولكن لو استخدمنا عدسة بارلو 2x مع العدسة 6مم فسيتضاعف التكبير من 200 مرة الى 400 مرة ولو استخدمنا عدسة بارلو 3x فسيصبح التكبير 600 مرة (ولكن لا ننسى ان التكبير العملى لعدسة 6 انش هو 240 لذلك فان التكبير الاضافي سيؤثر سلباً على وضوح المنظر)
ويوجد في أغلب التلسكوبات طريقة للتوجيه (finder) وهي أما على شكل دربيل صغير بعين واحدة أو شعاع من الليزر يركبان بجانب انبوب التلسكوب وتستخدم لتوجيه التلسكوب الى جهة معينة
4- مجال الرؤية (Field of View أو FOV اختصاراً):
مجال الرؤية هو المساحة من السماء (وتقاس بالدرجات) التي نستطيع رؤيتها باستخدام التلسكوب وهو يتأثر مباشرة بدرجة التكبير ونوع العدسة العينية. ولحساب مجال الرؤية نحتاج معرفة ما يسمى مجال الرؤية الظاهري (AFOV) وهي تختلف من عدسة عينية الى أخرى حتى لنفس المقاس. وسنستخدم هنا العدد 50 كقيمة افتراضية لمجال الرؤية الظاهري مع العلم أنه يوجد عدسات خاصة تسمى (wide-field lenses) ذات مجال رؤية ظاهري كبير ولذلك تعطي مجال رؤية أكبر
ومجال الرؤية يحسب بقسمة مجال الرؤية الظاهري على التكبير. فلو كان التكبير 48 مرة مثلاً فإن مجال الرؤية هو 50 تقسيم 48 ويساوي درجة واحدة تقريباً أما لو كان التكبير 200 مرة فإن مجال الرؤية هو 0.25 (50÷200) أي ربع درجة وللمقارنة فأن القمر يغطي نصف درجة تقريباً وهي نفس المساحة التي تشغلها مجموعة الثريا. فاذا كان مجال الرؤية هو ربع درجة فهذا يعني اننا نستطيع رؤية ربع المساحة التي تغطيها الثريا
لذلك اذا اراد الشخص النظر الى جرم معين مثل كوكب زحل فإنه قد يستحيل العثور عليه باستخدام عدسة ذات قوة تكبير عالية بسبب صغر مجال الرؤية ولهذا فانه يفضل استخدام عدسة ذات تكبير قليل ثم موازنة التلسكوب ليصبح الجرم في وسط مجال الرؤية تماماً ثم تبديل العدسة العينية بعدسة ذات تكبير أعلى
كما أن مجال الرؤية الصغير يسبب مشكلة أخرى وهي خروج الجسم المراد مشاهدته عن مجال الرؤية بسرعة بسبب الحركة الظاهرية للنجوم. فلو فرضنا اننا نراقب جرماً معيناً بقوة تكبير 100 مرة فسيكون مجال الرؤية نصف درجة. واذا وضعنا الجرم الذي نراقبه في وسط المنظر فإنه سيحتاج الى قطع ربع درجة ليخرج عن مجال الرؤية وهذا يستغرق دقيقة واحدة أي أنه لدينا دقيقة واحدة فقط للمشاهدة ثم نحتاج الى تعديل وضع التلسكوب لنجعل الجرم في منتصف المنظر مرة أخرى
5- الحامل (Mount)
من البديهي أن التلسكوب يحتاج الى حامل ليوضع عليه. وجودة ونوع الحامل مهمة جداً وقد تكون بنفس أهمية جودة التلسكوب لأن أفضل التلسكوبات سيكون سيئاً اذا وضع على حامل رديء
يوجد عدة أنواع من الحوامل والرئيسية منها هي:
حامل السمت-ارتفاع (Alt-Azimuth):
وهو يتحرك دوراناً من اليمين الى اليسار (السمت أو Azimuth) ومن الأعلى الى الأسفل (الإرتفاع أو Altitude). وهي نفس طريقة حامل الكاميرا. يتميز هذا النوع بخفة وزنه ورخص ثمنه ولكن يعيبه أنه يحتاج الى تحريكه باتجاهين مختلفين (تغيير السمت والارتفاع) لملاحقة جرم خرج عن مجال الرؤية
الحامل الدبزوني (Dobsonian):
ويصنع عادة من الخشب ويتحرك بنفس طريقة حركة حامل السمت-ارتفاع لذلك هو يعاني من نفس عيبه كما أنه أكبر حجماً ولكنه يتميز بقوته
الحامل الإستوائي (Equatorial):
ويتميز هذا الحامل بأنه يتحرك بحركة مماثلة لحركة دوران الأرض فهو يتحرك باتجاه الميل (Declination) والمطلع المستقيم (Right Ascension) لذلك فهو أسهل استخداماً في متابعة الاجرام السماوية أثناء حركتها ولكن يعيبه غلاء ثمنه
التحكم الآلي:
يوجد عدة أنواع من التحكم الآلي في الحامل ولكل ميزة من هذه المزايا ثمنها وأهم المزايا:
المحرك (motorized): وتعني أن تحريك التلسكوب يتم بواسطة محرك كهربائي بدلاً من الحركة اليدوية
التوجه (go-to): وهي ميزة تمكن المستخدم من إيجاد نجم معين حيث يكون مخزن في ذاكرة الحامل مئات أو الاف الأجرام السماوية ومواقعها. في البداية يتعرف الحامل على مكان ووقت المراقبة وهذا يتم بعدة طرق (ويستغرق تقريباً نصف ساعة للمتمرس) وبعدها يستطيع الحامل توجيه التلسكوب الى الجرم السماوي المطلوب
المتابعة (Active tracking): وهي تمكن المستخدم ليس فقط من ايجاد موقع الجرم السماوي والتوجه اليه بل ايضاً متابعة حركته بحيث يتم تحريك التلسكوب آلياً لمتابعة الجرم وهذه ميزة تمكن من التقاط الصور التي تحتاج لوقت تعرض طويل ولكن هذه الميزة غالية الثمن
خاتمة:
وأخيراً فهذه بعض المعلومات عن التلسكوبات وقد يكون البعض أعرف مني بكثير في هذا المجال وقد يثري بعضهم الموضوع بمعلومات إضافية
أرحب بأي ملاحظة أو استفسار ولكن أعتذر مقدماً عن الأجابة عن الأسئلة التي تتعلق بمقارنة موديلات تجارية معينة أو طريقة أو أماكن الشراء والطلب أو عن الأسعار لأني لا أعرف في هذه الأمور
15 نوفمبر 2015 - 16:514 نوفمبر 2015 - 21:27
 |
رد مع اقتباس
