แผนภาพเส้นทางเดินแสงของกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบแคสสิเกรน
Credit: Krishnavedala
ทัศนศาสตร์เป็นศาสตร์แขนงหนึ่งของฟิสิกส์ ที่ศึกษาและสังเกตธรรมชาติของแสง โดยทั่วไปจะใช้กระจกและเลนส์ในการขยาย โฟกัส และเปลี่ยนทางเดินแสง เพื่อช่วยให้มนุษย์สังเกตสิ่งต่างๆ ได้ง่ายขึ้น เช่นการใช้แว่นตาช่วยในการโฟกัสแสงเพื่อช่วยให้คนที่มีสายตาสั้นหรือสายตายาวมองเห็นภาพชัดเจน
ประโยชน์ของทัศนศาสตร์ในทางดาราศาสตร์คือการสร้างกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เลนส์หรือกระจกเพื่อรวมแสงจากวัตถุที่อยู่ไกล ๆ นอกจากนี้เลนส์และกระจกยังช่วยโฟกัสแสงไปยังกล้องถ่ายภาพซึ่งทำหน้าที่เก็บข้อมูลแสงเหล่านั้น
เมื่อเราต้องการทราบทางเดินแสงเมื่อผ่านเลนส์และกระจก เรามักอ้างอิงถึงแผนภาพเส้นทางเดินแสงซึ่งแสดงให้เห็นทางเดินของแสงที่แตกต่างกันระหว่างกล้องโทรทรรศน์แต่ละชนิด
หน้าที่หลักของกล้องโทรทรรศน์คือการรวมแสงโดยใช้กระจก (กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง) หรือเลนส์ (กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง) แสงที่รวบรวมได้จะโฟกัสไปยังจุดเดียวกัน เราสามารถใช้แผนภาพเส้นทางเดินแสงเพื่อแสดงให้เห็นว่าเลนส์และกระจกภายในกล้องโทรทรรศน์ทำให้เส้นทางเดินทางแสงเปลี่ยนไปอย่างไร
ตัวอย่างแผนภาพเส้นทางเดินแสงภายในกล้องโทรทรรศน์แต่ละชนิด
แผนภาพเส้นทางเดินแสง
แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าแสงที่เดินทางผ่านเข้ามาจะสะท้อนกับกระจกและเดินทางผ่านเลนส์ เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์เส้นทางเดินแสงจะถูกหักเหเข้าหากันจนตัดกัน จุดที่เส้นทางเดินแสงตัดกันเรียกว่าจุดโฟกัส ถ้าเราจะใช้กระจกในการโฟกัสแสงเราต้องทำกระจกให้โค้งเข้าหากันเช่นเดียวกับกระจกที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์
แสงเดินทางจากด้านซ้ายผ่านเข้ามาในกล้องโทรทรรศน์และถูกโฟกัสโดยเลนส์ใกล้วัตถุ หลังจากนั้นแสงจะเดินทางผ่านเลนส์ใกล้ตาซึ่งทำหน้าที่ขยายภาพเพื่อให้ตาเรามองเห็น
แสงเดินทางจากด้านซ้ายผ่านเข้ามาในกล้องโทรทรรศน์และถูกโฟกัสโดยการสะท้อนจากกระจกเว้า จากภาพจะเห็นว่าจุดโฟกัสจะอยู่ภายในตัวกล้องโทรทรรรศน์ซึ่งทำให้ยากต่อการมองเห็น ดังนั้นจึงต้องใช้กระจกอีกชิ้นเพื่อสะท้อนแสงให้ไปโฟกัส ณ ตำแหน่งอื่นที่เหมาะสม (ดูแผนภาพเส้นทางเดินแสงภายในกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบนิวโตเนียนและแคสสิเกรน)
แสงเดินทางจากด้านซ้ายผ่านเข้ามาในกล้องโทรทรรศน์และถูกโฟกัสโดยการสะท้อนจากกระจกปฐมภูมิ แต่ก่อนที่แสงจะรวมกันที่จุดโฟกัสกระจกทุติยภูมิซึ่งมีลักษณะเป็นกระจกราบจะสะท้อนแสงออกมาด้านข้างของตัวกล้องโทรทรรศน์ทำให้จุดโฟกัสอยู่นอกตัวกล้องโทรทรรศน์จึงง่ายต่อการมองเห็นหรือการติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้เก็บข้อมูล
แสงเดินทางจากด้านซ้ายผ่านเข้ามาในกล้องโทรทรรศน์และถูกโฟกัสโดยการสะท้อนจากกระจกปฐมภูมิ แต่ก่อนที่แสงจะรวมกันที่จุดโฟกัสกระจกทุติยภูมิซึ่งมีลักษณะเป็นกระจกนูนจะสะท้อนแสงออกมาด้านหลังของตัวกล้องโทรทรรศน์ทำให้จุดโฟกัสอยู่นอกตัวกล้องโทรทรรศน์จึงง่ายต่อการมองเห็นหรือการติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้เก็บข้อมูล
