التلسكوب هو أداة قد صممت لمراقبة واكتشاف الأجرام السماوية في النظام الشمسي عن بعد؛ أي من سطح الأرض، وأغلب أنواع التلسكوبات تعد تلسكوبات بصرية، أما بالنسبة لبعض الأنواع الأخرى فقد صممت لقراءة طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي وبعض أنواع الأشعة الأخرى، وتعمل التلسكوبات من خلال زيادة الحجم الظاهري وسطوع الأجسام البعيدة باستخدام بعض العدسات، والمرايا المنحنية، حيث إنها تجمع الضوء أو الإشعاعات الأخرى وتركزها، ويعد تلسكوب الانكسار من أقدم أنواع التلسكوبات، ومن أكثر أنواع التلسكوبات المستخدمة^[١]، ويوجد تصميمان رئيسيان وهما: تلسكوب جاليليو والتلسكوب كيبلر^[٢].

التلسكوب الكاسر

يعود تاريخ اكتشاف التلسكوب الكاسر إلى عام 1608م حيث قام صانع النظارات الهولندي الألماني هانس ليبرشي بتسجيل براءة اختراع لصنع هذا النوع من التلسكوبات، ومع عام 1609 قام عالم الفيزياء والفلك المهندس الإيطالي جاليليو جاليلي بصنع نسخة من هذا التلسكوب دون مساعدة أحد، لاستخدامه واكتشاف اكتشافات رائعة، ثم أتى عالم الرياضيات والفلك الألماني يوهانس كيبلر بالقيام ببعض التعديلات على تصميم العالم جاليلو جاليلي وقد حقق بواسطته اكتشافات كبيرة في مجال البصريات^[٢].

خصائص التلسكوب الكاسر

فيما يلي أهم خصائص التلسكوب الكاسر:^[١]

• يتم التحكم في الانكسارات يدويًا بشكل تلقائي؛ حيث تتراوح أحجام العدسات التي تكسر الضوء بين 50-150 ملليمترًا.
• يتم استخدام أجهزة حاسوب خاصة للتحكم في التلسكوب الكاسر لإيجاد الأجسام في الفضاء.
• تتحكم أجهزة نظام التموضع العالمي (GPS) في انكسار الضوء لا سيما في تلسكوبات الانكسار المتقدمة التي تميز مواقعها على الأرض.
• يأتي التلسكوب الكاسر مع كاميرات رقمية متقدمة.

مكونات وأجزاء التلسكوب الكاسر

فيما يلي أهم أجزاء ومكونات التلسكوب الكاسر:^[٢][٣]

• العدسات الشيئية.
• العدسات العينية.
• منظار البحث.
• بؤرة العدسة.
• الأنبوب الضوئي.

آلية عمل التلسكوب الكاسر

فيما يلي خطوات تكون الصورة وآلية عمل التلسكوب الكاسر:^[٤]

• يتم في البداية ثني الضوء داخل الأنبوب الضوئي مما يؤدي إلى تجميع أشعة الضوء المتوازية عند النقطة المحورية وأشعة الضوء غير المتوازية لتتلاقى على المستوى المحوري للعدسات التي توجد في مقدمة الأنبوب.
• يتم تحويل الأشعة المتوازية المنكسرة لتشكل زاوية ألفا أما بالنسبة للأشعة الأخرى فهي تلتقي مع المستوى المحوري البصري بزاوية تدعى بيتا، ومن خلال هاتين الزاويتين اللتين تشكلتا يتشكل التكبير الزاوي (أي زيادة الحجم الظاهري للجسم ليظهر بشكل أكبر عند رؤيته من خلال التلسكوب)، ويمكن حساب أو قياس نسبة التكبير البؤري بقسمة زاوية بيتا على ألفا.
• تجدر الإشارة إلى أن تلسكوبات الانكسار لديها تصاميم عدة تتناسب مع نوع انحراف الأشعة، أو الضوء، واتجاه الصورة، وقد سمي تلسكوب الانكسار بهذا الاسم لأن انكسار الضوء هو الأساس في تشكيل الصورة المكبرة.

إيجابيات وسلبيات التلسكوب الكاسر

فيما يلي بعض أهم إيجابيات وسلبيات التلسكوب الكاسر^[٢][٥]:

إيجابيات التلسكوب الكاسر

فيما يلي بعض الإيجابيات:

• لا يمكن تعطيل مسار الضوء داخل هذه الأنواع من التلسكوبات الانكسارية.
• تعد النسب البؤرية لهذه التلسكوبات طويلة وهذا يعني إمكانية استخدام طول بؤري طويل وعدسات عين بسيطة.
• يوجد أنبوب من الداخل مغلق من الغلاف الجوي وهذا يؤدي لعدم الحاجة لتنظيف سطح الزجاج.
• يؤدي إغلاق الأنبوب من الخارج إلى منع تأثير التيارات الهوائية وتغيرات درجة الحرارة وهذا يعطي صور أكثر وضوحًا وثباتًا.

سلبيات التلسكوب الكاسر

• الانحراف اللوني: يعتمد انكسار الضوء في التلسكوبات الانكسارية على التردد، أما كمية الضوء المنكسر على سطح كل عدسة من عدسات التلسكوب الكاسر على الطول الموجي للضوء فيدعى الانحراف اللوني؛ حيث إن الضوء ذا الطول الموجي الأكبر ينحني أو ينكسر بنسبة أقل من الضوء ذي الطول الموجي الأقصر عند مرور الضوء عبر عدسة التلسكوب^[٢]، ويمكن حل مشكلة الانحراف اللوني من خلال زيادة العدسة المطابقة مع عكس مؤشر الانكسار^[٤][٥].
• الحجم والتكلفة: يتصف التلسكوب الانكساري بحجمه الثقيل؛ إذ يمكن أن يكون ثقيلًا خاصة إذا كانت فتحاته كبيرة، لأن هذه الفتحات تتطلب عدسات كبيرة وثقيلة، بالإضافة إلى اعتماد حجمه على امتداد جسم التلسكوب بسبب البعد البؤري الطويل للعدسة الشيئية، وهذا يؤدي لتشكيل تحدٍ كبير في النقل والتخزين والصيانة والتنظيف، حيث تكون تكلفتهم كبيرة جدًا، بالإضافة إلى أن نوع العدسات يتحكم في تكلفة الإنتاج؛ فالعدسات الأكثر جودة أكثر تكلفة في الإنتاج.

اكتشافات باستخدام التلسكوب الكاسر

فيما يلي بعض أهم اكتشافات التلسكوب الكاسر^[٦]:

• رؤية واكتشاف الفوهات على سطح القمر.
• رؤية واكتشاف الأقمار الأربعة الرئيسية التي تدور حول كوكب المشتري.
• اكتشاف ودراسة حلقات زحل.

العوامل التي تؤثر على الصورة المنكسرة

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تكبير وحدة الصورة لتلسكوبات الانكسار، ومن أهم هذه العوامل ما يلي^[٤]:

• جودة العدسة: تؤدي العدسات ذات الجودة القليلة إلى إعطاء صور ذات حدة قليلة وغير دقيقة؛ حيث تسبب هذه العدسات الاعوجاجات والعيوب الغريبة، وفي حال ظهور هذه المشكلة فالطريقة الوحيدة لحلها هي شراء عدسة ذات جودة عالية جديدة.
• قطر العدسة: يجب أن يكون قطر عدسة التلسكوب الانكساري كبيرًا بما فيه الكفاية للحصول على صورة ذات جودة عالية، ويعود ذلك إلى أن العدسات ذات القطر الأكبر يمكنها جمع كمية أكبر من الضوء.
• التكبير: يختلف التكبير من تلسكوب إلى آخر؛ حيث إن هنالك بعض التلسكوبات التي يمكنها التكبير لما يقارب 600 مرة، ولكن هذا المقدار من التكبير يحتاج إلى تلسكوبات 12 بوصة، وهذا الحجم يمكن أن يؤثر على وضوح الصورة وزاوية التكبير.

الفرق بين التلسكوب الكاسر والتلسكوب العاكس

يتم تصنيف التلسكوبات بناءً على الطريقة التي يتم استخدامها لتركيز الصورة في جهاز العرض، ومن الأمثلة على هذه الأنواع تلسكوبات الانكسار وتلسكوبات الانعكاس وفيما يلي الفرق بينهما:^[٦][٧]

• يستخدم التلسكوب الكاسر بعض أنواع العدسات المختلفة لجمع الضوء وتركيزه في البؤرة، أما بالنسبة للتلسكوب العاكس فهو يستخدم المرايا لجمع الضوء وتركيزه.
• لا تستخدم العاكسات المستخدمة في التلسكوبات العاكسة فقط لقياس الضوء المرئي، بل بإمكانها أيضًا قياس الأطوال الموجية القصيرة والطويلة مثل الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء.
• تزيل المرايا داخل التلسكوبات العاكسة سلبيات الانحراف اللوني، لكن بإمكان هذا النوع من التلسكوبات إنتاج أنواع أخرى من الانحرافات عندما تكون المرايا المستخدمة كروية، وكان هذا عيب التصميم داخل المرايا في تلسكوب هابل الفضائي في بداية صنعه.
• يعد التلسكوب العاكس أقل تكلفة من التلسكوب الكاسر.
• يكون إعداد التلسكوبات العاكسة أكثر صعوبة من إعداد تلسكوبات الانكسار^[٧].
• يكون حجم الفتحات في التلسكوبات العاكسة ما مقداره 3 إلى 16، بالإضافة إلى إمكانية التحكم به بشكل تلقائي بالكامل^[١].