קורס מדריכי אסטרונומיה – סיכום שיעור 3

קורס מדריכי אסטרונומיה – אפריל 2015, מצפה רמון

שיעור 3 – היכרות עם טלסקופים ומתודיקה בהדרכה

מרצה: נדב סילברט / סיכום: אפרת קדם-סילברט

היכרות עם הטלסקופים:

טלסקופ – משמעות המילה: שילוב המילים: טלה = רחוק, סקופ = התבוננות.

קיימים שלושה סוגים של טלסקופים, שוברי אור, מחזירי אור וקטדיופטרים.

פרמטרים חשובים הנכונים לכל סוג של טלסקופ:

קוטר הטלסקופ – קוטר האלמנט האופטי הראשי של הטלסקופ, קשור באופן ישיר גם ליכולת איסוף האור וגם לכושר ההפרדה.

יכולת איסוף האור – קוטר האלמנט האופטי המרכזי של הטלסקופ חשוב ביותר. כמובן שגם איכות האלמנטים האופטיים – חומר, ציפוי וליטוש המראות והעדשות.

אורך מוקד הטלסקופ – המרחק בין האלמנט הראשי של הטלסקופ המרכז את קרני האור לבין הנקודה בה קרני האור נפגשות.

יחס המוקד – היחס בין גודל האלמנט הראשי לאורך המוקד מצוין לרוב באות F.

יכולת ההגדלה – אורך המוקד ואורך מוקד העינית קובעים את ההגדלה . תיאורטית היה ניתן להגיע לכל הגדלה בכל טלסקופ אך מעשית קיימת בעיה של התאבכות גלי האור וכמובן איכות האלמנטים האופטיים. ככל שנגדיל יותר את האובייקט הנצפה כך גם כמות האור שתגיע אלינו יקטן.

שדה הראיה – מקטע השמיים אותו נראה בטלסקופ.

כושר הפרדה – קובע את זווית הראיה המינימלית בה נוכל להבחין בפרטים. עד כמה חד ומדויק נראה את האובייקטים בהם אנו צופים. תלוי בעיקר במרחק בין קצוות האלמנט האופטי הראשי ובאיכות העדשות/מראות.

קוטר הטלסקופ  – האלמנט הדרמטי ביותר, הקובע את כמות איסוף האור. בטלסקופים שוברי אור וקטדיופטרים עדשה קדמית, או המראה האחורית בטלסקופים שוברי אור ההשפעה של אלו על כמות האור שתגיע לעין גדולה. גם יכולת חזרת האור של המראה משפיעה.

רמת ליטוש העדשה – עדשה באיכות נמוכה, גם אם גדולה, לא תעביר מספיק אור אם היא לא מלוטשת היטב או מזכוכית פשוטה. אותו הדבר לגבי מראות – מראה מלוטשת עם ציפויים נכונים תחזיר המון אור ותנע את פיזורו. אם נרצה לחשב את השטח ממנו המראה מחזירה אור = פאי R בריבוע. למה זה חשוב? כי אם ניקח טלסקופ שקוטר האלמנט הראשי 200 מ"מ ואז ניקח טלסקופ עם קוטר כפול, זה לא יכפיל את השטח אלא ירבע אותו. את האלמנט הראשי נכוון לגודל האישון, ככל שהאלמנט הראשי יהיה יותר רחב, איסוף האור תהיה טובה יותר ותאפשר לראות אובייקטים מרוחקים כערפיליות/צבירים וכו' (חשוב בתצפיות פופולאריות)

יחס המוקד – אלמנט חשוב נוסף. יש משמעויות שונות למה שקורה במוקד, אבל מה שמעניין אותנו יותר הוא היחס בין המוקד לאלמנט הראשי – ככל שהיחס יהיה גדול יותר (רחוק יותר) ניתן להגיע להגדלות יותר גדולות (אותה עינית תוכל להגיע להגדלות יותר גדולות כשהיחס בין האלמנט הראשי למוקדהוא גדול). יש לקחת בחשבון שככל שיחס המוקד גדול יותר כך כמות האור המגיע אליו קטנה יותר. הדבר משמעותי מאד בצילום כשאורך החשיפה הנדרשת קטן ביחס ישר ליחס המוקד.

ההגדלה נקבעת ע"י 2 פרמטרים:

  1. אורך מוקד הטלסקופ
  2. אורך המוקד של העינית

אנו יכולים לקבוע את ההגדלה של הטלסקופ ע"י קוטר העינית – שאלה נפוצה "פי כמה הטלסקופ מגדיל"? תלוי בעיניות – אותנו מעניינים יותר יכולת ההפרדה ואיסוף האור. לעיתים טלסקופים מאד קטנים מתיימרים ביכולות הגדלה עצומות, אבל הדמות האפלה והמטושטשת המתקבלת בסופו של דבר אינה ראויה.

שדה הראיה הנראה – תלוי בעינית ובהגדלה. בעיניות פשוטות שדה ראיה ממוצע של 45 מעלות, טובות יותר – 65 מעלות ואנו עובדים עם כ- 80 מעלות. יש כמובן גם יותר. פי כמה אנו מגדילים וכמה מעלות ראיה העינית נותנת – אם נשמש בעינית בעלת שדה ראיה רחב יותר אקבל זווית רחבה (לתצפיות, להקלה על הצופים מומלץ שימוש בעינית בעלת שדה ראיה רחב). ההגדלה שנקבע תשפיע על שדה הראיה. כדי לדעת איזה מקטע של השמים ניתן לראות נחלק את שדה הראיה של העינית בהגדלה. עינית בעלת שדה ראייה של 80 מעלות והגדלה של פי 40 תיתן לנו זווית ראיה של 2 מעלות. במידה ונשתמש בהגדלה של פי 160 נקבל חצי מעלה בלבד.

כושר ההפרדה – זה מה שיאפשר תצפית בפרטים קטנים, כוכבים כפולים וכו'. דורש דיוק של חלקי הטלסקופ כדי שיגיעו לעין פרטים קטנים אלו. ככל שגודל האלמנט הראשי גדול יותר – היכולת שלנו להגיע להפרדה טוב יותר. הקוטר של האלמנט הראשי או במידה ומשתמשים בכמה אלמנטים המרכזים את האור לנקודה אחת (נדיר ביותר) – המרחק ביניהם, לאו דווקא השטח הכולל, הוא שיקבע את איכות יכולת ההפרדה. בנוסף יש לקחת בחשבון את איכות הציוד האופטי ואת הדיוק בקולימציה – מרכוז מוקד כל האלמנטים האופטיים.

בהנחה שמדברים על ציוד אופטי מושלם – קיימת מגבלה של אורך גל. ככל שהגלים יהיו קצרים יותר, נוכל למקד יותר בקלות על עצמים ולכן טלסקופ רדיו שמכוון לאורכי גל ארוכים, ממש בונים שדות כדי להגיע להפרדה מספקת.

נוסחא: הקבוע 115.8 (הנובע מאורך גל האור הנראה) חלקי גודל האלמנט הראשי במילימטרים: המספר שנקבל יקבע כמה שניות אור יכולת הפרדה מקסימלית. הטלסקופ הגדול – כ-400 מ"מ תיאורטית יכול להפריד עד 0.3 שניות (שנייה 1 חלקי 3600 המעלה). אם לכאורה מה שחשוב הוא ההגדלה – יכולנו לבנות צינורות ארוכים ועיניות בעל מוקד קצר ביותר, עד לגבול מגבלת ההתאבכות, אך עם הציוד האופטי שנמצא בידינו האובייקטים ייראו אפלים ומטושטשים.

לחובבי הצילום – ככל שמישור המוקד קצר יותר, כך יגיעו יותר פוטונים למצלמה (בחשיפה ארוכה פחות משנה אך אז צריך חצובות יציבות וציוד רגיש).

יש שיטות מעט שונות – בטלסקופ מיד האלמנט המרכזי הוא בכלל לא המראה האחורית אלא העדשה המתקנת הקדמית – כי את המראה האחורית בנו יותר גדולה מקוטר הטלסקופ וכך העדשה המתקנת יכולה לפזר את האור על פני שטח מראה גדול יותר.

סוגי טלסקופים:

שוברי אור :  מדויקים יותר, נותנים הפרדה טובה יותר ונוחים גם לנוכח זיהום אור. זה הסוג הראשון של הטלסקופים שהומצא – העדשה מלפנים יוצרת שבירת האור לכיוון המוקד המרכז את האור. כמה בעיות: עדשות שוברות אור שוברות מעט אחרת אור עפ"י אורך הגל שלו – שוברים אחרת אור אדום וכחול למשל. ההפרעה נקראת: הפרעת קומה ותוכלו לראות את ההפרעה למרות שקיימת מערכת תיקון קומה. נראה מעין הילה סגולה/כחולה סביב האובייקטים (משחק עם הפוקוס ישנה את ההילה מאדום לכחול על פי פיזור האור באורכי גל שונים). הטלסקופים הפשוטים בד"כ שוברי אור.הבעיה מתחילה בעדשות גדולות הדורשות ליטוש והסיפור הופך יקר, מוגבלים בקוטר האלמנט הראשי שלהם, גם אבדן האור לנוכח עובי העדשה הבולעת אור (לכן קוטר הטלסקופ שובר האור הגדול בעול כ- מטר) מצד שני איכות חדות הפרטים לנוכח קוטר הטלסקופ היא מרשימה מאד. גלילאו גליליי תכנן את הטלסקופ הזה – במשך השנים התווספו עדשות שונות לתיקון הקומה – העדשות מפחיתות (יש גם פילטרים – מסננים של אור כחול וסגול וכו') את הקומה או משנות מעט את אורכי המוקד של גלי האור השונים.

מחזירי אור : הנפוץ ביותר והזול לבנייה – מראה בחלק האחורי, אור נכנס ופוגע במראה – המראה הקעורה מרכזת את כל האור אל מישור המוקד. ככל שהמראה קעורה יקטן יחס המוקד. בטלסקופים פשוטים מאד החלק הזה במראה כדורי – זול וקל לייצור אבל הרבה סטיות. במשוכללים יותר הליטוש הוא פרבולי, השטחה של הקמר מכוונת אור בצורה יעילה יותר אל העיניות.

כמה שיטות להצבת העינית מול מישור המוקד השיטה הנפוצה:

  1. מראה קטנה (המשנית) המוצבת מול הגדולה בזווית של 45 מעלות ומובילה את האור לעינית. הבעיה: המראה המשנית (האלכסונית) מסתירה חלק מהאור המגיע אל המראה הגדולה וגם יוצרת מעט עיוות. בעזרת גודל מסיבי גרידא (הרי הטלסקופים הללו זולים יותר), אנו יכולים לפצות על כל היתר.

קטדיופטרים : משתמשים בכמה שיטות,

ככלל – האלמנט הראשי הוא מראה אחורית, אלמנט משני מראה קדמית ועינית מאחור – האור רץ קדימה ואחורה בגליל ובסופו של עניין מגיע לעינית. בגלל עיוותים בשולי שדה הראיה, יש בד"כ עדשה מתקנת בחזית (יש טלסקופים שמשתמשים במראה משנית קעורה ויש שמשלבים בין שניהם).

עיניות: יש לזכור ככלל כי הרכבת ציוד על טלסקופ צריכה להיות הגיונית ביחס לגודל ומחיר הטלסקופ. הגדלים הסטנדרטיים לקוטר העינית – אחד ורבע אינצ' ושני אינצ'. שני אינצ' עדיף –נוחות רבה יותר בתצפית ודיוק רב יותר (גם בד"כ מחיר גבוה יותר). רוב הטלסקופים הפשוטים יותר משווקים עם אינצ' ורבע והמקצועיים יותר ניתן לתאם לשני הגדלים. גם בטלסקופים המתקדמים ביותר קטרים גדולים יותר הם בשימוש לצילום או מחקר מקצועי. מדובר רק על קוטר העינית עצמה. כפי שכבר הובהר אורך מוקד העינית יקבע את גודל ההגדלה, ניתן להשיג בקלות עיניות בעלות אורך מוקד של בין 2 מ"מ ל 40 מ"מ. ניתן גם להרכיב מכפילים (אני איני אוהב להשתמש בהם) להקטנת אורך המוקד. בשוק נפוצות עיניות בעלות שדה ראייה של בין 45 מעלות ל100 מעלות (יקרות מאד).

חצובות: המון סוגים של חצובות, ניתן לחלק ל- 2 עיקריים

חצובה בסיסית – נקראת גם חצובה אלט-אזימוטלית. אופקית לקרקע לכדור הארץ, בדומה למה שרואים במצלמות. פחות מתאים לצרכים של צפיה ויותר לצילום מקצועי וחשיפות ארוכות. מאד נוח להרכבה ופירוק וקלות יותר.

חצובה משוונית (גרמנית) – יצירת הקבלה לציר כדור הארץ ואז צריך תנועה רק לאורך ציר אחד לצורך עקיבה על כוכב. כבדות יותר ופחות נוחות לשימוש – אך בשטח מספקות פחות רעידות ברוח ויציבות גדולה יותר.

האם יש צורך באיזון חצובה בפלס? עם חצובה אלט-אזימוטלית אם תרצה לצלם גרמי שמיים צריך סופר דיוק. המשוונית תיתן דיוק רב יותר – אם האובייקט רק לתצפית ולא לצילום, לא חייבים דיוק כזה.

בעיית מציאת הפוקוס וכוונון העינית על עצם בחלל: ככל שההגדלה תהיה קטנה יותר – כך יהיה קל יותר להגיע לפוקוס (מישור המוקד יהיה גמיש יותר). אם נחליף עינית יש להניח שנצטרך לעשות שוב פוקוס, כי הנקודה שבה נמצא מוקד העינית תשתנה.

סדר הרכבת הטלסקופ לצורך תצפית וכוונון הטלסקופ:

חצובה אלט אזימוטלית – קביעת גובה החצובה בהתאם לקהל ולטלסקופ, פילוס ראש החצובה והרכבת הטלסקופ עצמו.

חצובה גרמנית (משוונית). העמדת החצובה כך שהמשקולות פונות לכיוון הצפון פילוס ראש החצובה (רצוי) הרכבת במשקולות והטלסקופ. הקבלת ציר החצובה לציר כדוה"א ע"י הצבת כוכב הצפון בצלב עינית החצובה. בטלסקופים ניוטוניים, חשוב מאד בשלב זה נושא הקולימציה. מומלץ שימוש בקולימטור לייזר בו ניתן בקלות לכוון את קרן הלייזר דרך מרכז המוקד למרכז המראה וחזרה לקולימטור ע"י שינוי זווית המראות. במידה ומעוניינים, בשלב זה מקבילים את הכוונות (טלסקופ משני/נקודה אדומה/לייזר ירוק) אל הטלסקופ עצמו. מכוונים את הטלסקופ את עבר נק' בולטת המרוחקת מאתנו מאד (רצוי יותר מ2 ק"מ) לדוגמא – נורה אדומה בראש אנטנה, דואגים שאותה נקודה תראה במרכז העינית בטלסקופ הראשי ובמרכז הצלב במשני (לחלופין נק' אדומה או קרן הלייזר). ניתן לכוון את הטלסקופ פשוט ע"י לייזר ירוק העובר דרך האופטיקה של הטלקופ הראשי (אולם יש להיזהר לא לשרוט את העדשות). המחשבים המפעילים את הטלסקופים הרובוטים שונים מאחד לשני. בכל מקרה יש להזין תאריך ושעה, בחלקם יש להזין גם מיקום. רובם עובדים לפי צפון + זיהוי 2 כוכבים. חלקם עובדים לפי זיהוי של 3 כוכבים וישנן עוד שיטות.

* מתודיקה בהדרכת תצפית:

אלמנטים חשובים בבניית ההדרכה:

בחירת נושא ומבנה הדרכה מסודר – עמימות של הנושא עלולה לגרום לקהל לאבד את המדריך.

מבנה ההדרכה:

  • הקדמה – מבוא קצר ומעניין לנושא
  • גוף – בו מעבירים את רוב התוכן
  • סיכום – סיכום ההדרכה

אלמנטים חשובים למדריך בהדרכת קהל:

  • התאמת רמת ההדרכה לקהל – רוב הקהל בהדרכת תצפית פופולרית זקוק למידע בסיסי וחובב סיפורים. עומס בפרטי מידע/נוסחאות יכול לבלבל. חשוב להעמיק בתהליכים עם קהל מתעניין בנושא.
  • יצירת קשר עין עם כל המודרכים – לשים לב שלא מדברים רק למשתתפים מתעניינים ביותר.
  • טון ואינטונציה– יצירת דגשים שונים המסייעים לקהל לעקוב אחרי המדריך. מלמול יוצר חוסר בהירות, דיבור חלש או טון אחיד ומונוטוני עלולים לגרום לאיבוד עניין בהדרכה. דיבור חזק מדי עלול להיתפש כהפרעה לחלק מהקהל, בעיקר במקומות סגורים או שקטים מאד.
  • יציבה – עמידה זקופה מקרינה בטחון. להימנע מידיים בכיסים.
  • ג'סטות גופניות – שימוש בג'סטות גופניות/ תנועות ידיים יוצרות עניין בהדרכה, אך יש לשים לב כי משתמשים בהם באופן מאוזן.
  • תקינות השפה – יש מי שממש מתקומם בשל טעויות בשפה וחשוב להדריך בשפה תקינה. תשומת לב למשיכת משפטים במילות קישור כ"אה…" – צריך לשים לב ולצמצם מילות חיבור תמוהות.
  • עמידה מול קהל – רצוי לא להחזיק בידיים דברים המושכים את העין, אשר יש נטייה למולל בזמן ההדרכה.
  • תשומת לב לבעיות טכניות בשטח – לוודא שלמודרכים נוח למרות החושך, לכבות או להתרחק מאורות מסנוורים המפריעים לתצפית וכו'.
  • שימוש בעזרי הדרכה – מצגות או תמונות בהגדלה, יכולות לסייע לקהל להבין איך העצמים השמימיים נראים.
  • מודלים – מודלים בנויים, או שימוש בקהל ובפנסים ליצירת מודל מאולתר
  • שאלות ותשובות – מומלץ לשתף את הקהל בהדרכה ולא רק להותירו כצופה מהצד.
  • קטעי קריאה/מקורות – תיבול ההדרכה בקטעי קריאה ומקורות שונים מגוונת את ההדרכה, מעוררת עניין בקרב הקהל (המכיר ומתחבר בשל כך) ומשאירה חומר למחשבה.
  • סיפורים – ככלל, סיפורים אהובים על ילדים ומבוגרים. החיבור בין שמי הלילה וקבוצות הכוכבים לסיפורי המיתולוגיה של עמים שונים הוא טבעי ומרתק. מומלץ מאד לשלב סיפורי מיתולוגיה בהדרכת שמי לילה.

לסיכום, לפני היציאה לתפעול הטלסקופים והתנסויות בהדרכה:

  • תרגול התנסויות מונחות בתחילת הדרך חשוב ביותר לכל מדריך
  • עבודה עצמית לנוכח ביקורת (ביקורת עצמית, ביקורת של מדריכים וביקורת מודרכים)

שיפור מבנה ההדרכות ושיפור העמידה מול הקהל

  • בהמשך, העמקת הלימוד והמשך תשומת לב אישית בכל הדרכה, לצורך שיפור ההדרכות הבאות.

הגבול הוא השמיים (-:

 

 

סגירת תפריט
דילוג לתוכן