Del nostro strumento dobbiamo conoscere perfettamente almeno due caratteristiche importanti legate all'obiettivo, sia esso formato da lenti (rifrattore) o specchi
(riflettore).La lunghezza focale e il diametro dell'obiettivo, espresse in millimetri.
La lunghezza focale è il parametro che ci permette di stabilire il numero degli ingrandimenti che decidiamo di utilizzare.
Il diametro dell'obiettivo ci indica la quantità di luce raccolta dallo strumento.
Il numero degli ingrandimenti utilizzati si deduce dividendo la lunghezza focale dell'obiettivo per la lunghezza focale dell'oculare.
Esempio: prendiamo uno strumento con una lunghezza focale di 1,8 metri (1.800 mm) dove inseriamo un oculare da 12 mm di focale.
L'ingrandimento risultante sarà di: 1.800 / 12 = 150
L'osservatore utilizzerà perciò 150 ingrandimenti (150X).
Il numero degli ingrandimenti utili si deduce da due parametri importantissimi.
Il primo parametro è legato al diametro dell'obiettivo.
Il massimo ingrandimento utile per tutti gli strumenti è equivalente al doppio del diametro dell'obiettivo espresso in millimetri.
Esempio: ritorniamo allo strumento precedente che ha un diametro obiettivo di 120 mm (ingrandimento max = 240X) e una focale di 1.800 mm, per raggiungere il massimo ingrandimento utile dovremo inserire un oculare di focale 1.800 / 240 = 7,5mm
Con un oculare di 7,5mm avremo il massimo ingrandimento utile (240X).
Il secondo parametro è stabilito dai problemi atmosferici e meccanici.
La turbolenza atmosferica è relativa alla posizione dello strumento ed ai movimenti atmosferici.
La città, con riscaldamenti, automobili, ecc. crea correnti ascensionali di aria calda che disturbano notevolmente le osservazioni, specie con forti ingrandimenti.
Nelle "belle serate invernali" quando le stelle "scintillano" avremo, con forti ingrandimenti, notevoli disturbi di turbolenza dovuti a movimenti atmosferici (lo scintillamento delle stelle denota questa situazione).
Conoscendo le capacità dello strumento, i limiti causati da fattori esterni ed il soggetto delle nostre osservazioni possiamo volta per volta decidere il valore degli ingrandimenti.
Come base teniamo conto che normalmente gli ingrandimenti utilizzabili variano da un minimo di 30X ad un massimo di 200X.
Un ultimo valore non quantificabile ma di grande importanza è dato dalla stabilità della montatura che, in genere, è direttamente proporzionale al peso della stessa (uno strumento facilmente trasportabile sarà meno stabile di un altro più pesante).
Aumentando gli ingrandimenti saranno amplificati sia il movimento degli astri sia tutte le vibrazioni dello strumento causando gravi difficoltà di osservazione.
La caratteristica più importante del telescopio è data dalla luminosità, in altre parole dalla capacità dello stesso di raccogliere la maggiore quantità della luce emessa dai deboli oggetti che popolano il cielo.
La luminosità di uno strumento è direttamente proporzionale al diametro dell'obiettivo (e al costo!), anche questo parametro ha però dei precisi limiti nell'osservazione diretta.
Un po' di anatomia.
Il nostro occhio, strumento ottico di grande perfezione, riceve esclusivamente la quantità di luce che entra dalla pupilla, lo scopo della quale è quello di adattarsi alla luminosità dell'ambiente cambiando il proprio diametro (come il diaframma della macchina fotografica!).
Qui troviamo il limite: la nostra pupilla (il punto nero al centro dell'occhio), nella migliore delle ipotesi, raggiunge un diametro massimo di 7mm., e questo, dopo un lungo periodo di adattamento al buio (30 minuti circa).
Ritornando al nostro telescopio, puntandolo di giorno verso il cielo (no verso il Sole!!!) e, osservando l'oculare da una distanza di 40 o 50 cm, vedremo al centro dello stesso un cerchietto luminoso: la pupilla d'uscita.
Sostituendo l'oculare installato con uno di focale superiore (e cioè con meno ingrandimenti) il diametro della pupilla d'uscita aumenta e di conseguenza aumenterà anche la luminosità dello strumento.
Come si calcola il diametro della pupilla d'uscita?
Dividendo il diametro utile dell'obiettivo per il numero di ingrandimenti.
Nel caso dello strumento precedentemente esaminato inserendo un oculare di 40mm. troveremo:
Focale obiettivo / focale oculare = ingrandimenti = 1.800 / 40 = 45X
Diam. obiettivo/ingrandimenti = pupilla d'uscita = 120 / 45 = 2,66mm.
Se lo stesso strumento avesse un diametro obiettivo di mm. 320 troveremo che:
320 / 45 = 7,11mm. (pupilla d'uscita risultante)
Ogni volta che vorremo sfruttare al massimo la luminosità del nostro telescopio porteremo il diametro della pupilla d'uscita vicino ai 7mm. con l'oculare idoneo.
Una pupilla d'uscita maggiore non porterà alcun vantaggio proprio a causa del limite imposto dal nostro occhio.
La relazione d'apertura, utile in caso di utilizzo fotografico dello strumento, è data dalla lunghezza focale dell'obiettivo diviso il diametro dello stesso.
La relazione d'apertura è indicata con la lettera "f" seguita da una cifra oppure seguita da "1: " e la cifra.
Esempio, per lo strumento indicato in precedenza:
1.800 / 120 = 15
Di conseguenza il nostro strumento sarà f 15 o, più giustamente f 1: 15
La lunghezza focale è indicata con la lettera "F" seguita da una cifra definita in mm. oppure cm. o anche metri e quindi del nostro strumento possiamo dire che:
F = 1.800 mm oppure F = 180 cm. o anche F = 1,8 m.