Vì được đặt nghiêng 1 góc 45 độ bên trong ống kính, do đó ellipse là hình dạng tối ưu nhất để giảm thiểu sự che phủ của gương chéo lên gương sơ cấp. Tuy nhiên, việc cắt và mài gương chéo hình ellipse không phải ai cũng có điều kiện làm được, do đó, thay vì dùng gương ellipse, ta có thể dùng gương chéo hình chữ nhật, khi đó gương sơ cấp sẽ bị che khuất nhiều hơn và hiện tương nhiễu xạ cũng tăng do phần thừa ở 4 góc của hình chữ nhật, tuy nhiên với các quan sát thông thường thì hầu như khó nhận biết được sự khác biệt giữa một kính dùng gương chéo hình ellipse với một kính tương đương dùng gương chéo hình chữ nhật.

b. Vị trí đặt gương chéo:

Vị trí đặt gương chéo ảnh hưởng đến kích thước gương chéo. Nếu được đặt càng gần gương sơ cấp thì gương chéo phải càng lớn để hứng được hết chùm sáng từ gương sơ cấp. Vấn đề ở đây là ta cần phải tính toán được vị trí đặt gương chéo tốt nhất để nó không chiếm quá nhiều diện tích gương sơ cấp mà vẫn hứng hết được chùm sáng phản xạ. Vị trí này được tính bởi công thức:

Hình 4: Vị trí đặt gương chéo

Với:

L: khoảng cách từ gương sơ cấp đến vị trí đặt gương chéo.

D­_tub: đường kính thân ống

h_f: chiều cao ống focus khi thu ngắn hết mức.

e: khoảng ló của tiêu điểm gương so với miệng ống focus, thường lấy khoảng 1.5-2 cm

c. Kích thước gương chéo:

Dù là gương chéo hình ellipse hay hình chữ nhật thì cả hai đều có cùng kích thước hai trục, nếu gọi trục ngắn là a thì trục dài sẽ có kích thước  (hình 5). Vấn đề ở đây là phải tính được a.

Hình 5: Kích thước gương chéo

Để tính a, ta phả xác định được các thông số sau:

1- Đường kính gương sơ cấp (D)

2- Tiêu cự gương sơ cấp (f)

3- Vị trí đặt gương chéo (L)

Công thức tính :

Trục ngắn: (2)
Trục dài: (3)

Trong đó

l = f - L: khoảng cách từ gương chéo đến tiêu điểm gương sơ cấp

D­: đường kính gương

f: tiêu cự gương sơ cấp

Trong công thức (2), thành phần  là kích thước ảnh lớn nhất mà gương chéo có thể hiển thị được. Trong quan sát bằng mắt qua KTV, ta thường lấy mặt trăng (có góc nhìn 0.5 độ) như là đối tương cho ảnh lớn nhất, từ đó kết hợp với các yếu tố khác để tính được kích thước gương chéo cần thiết. Nếu kính được thiết kế chuyên chụp ảnh các vật thể có góc nhìn lớn hơn mặt trăng (như các tinh vân, thiên hà…) thì khi đó hệ số 0.009 trong công thức (2) sẽ được thay bằng một con số khác để có được kích thước gương chéo lớn hơn. Để hiểu rõ hơn chúng ta có thể đọc thêm trong các tài liệu được nêu ở cuối bài.

3. Ví dụ:

Nếu làm KTV phản xạ với gương 76F900, hãy tính đường kính, chiều dài ống kính, kích thước và vị trí đặt gương chéo thích hợp. Biết thân ống kính sẽ dùng ống PVC theo TCVN và ống ấy nét (ống focus) mua sẵn có chiều cao 10.5cm khi thu ngắn hết mức.

Trả lời:

Ống kính: với gương đường kính 76mm, tiêu cự 900mm, ta có thể dùng ống PVC phi 90mm hoặc 114mm. Ở đây ta nên chọn ống phi 114mm với chiều dài 90cm hoặc 1m

Vị trí đặt gương chéo:

Ta có

D­_tub = 114mm

h_f = 105mm

e = 20mm

vậy

Ở đây ta cần lưu ý L là khoảng cách từ bề mặt gương sơ cấp đến vị trí đặt gương chéo, do đó khi đo đạc để đánh dấu vị trí đặt gương chéo, ta phải đo từ vị trí bề mặt gương thay vì đo từ đầu miệng ống phía gương sơ cấp.

Kích thước gương chéo:

Ta có

l = f – L = 900 – 720 = 180 mm

vậy

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Người biên soạn: Đặng Thế Phúc – CLB Thiên văn nghiệp dư TP.HCM
Website: http://thienvanhoc.org
Mọi trích dẫn phải để nguồn CLB Thiên văn nghiệp dư TP.HCM
Download tài liệu dạng PDF tại link: http://physics.tgs.vn/thienvan/telescope/Tinh_toan_kinh_thien_van_phan_xa.pdf

Tham khảo thêm:

1. Standard Handbook for Telescope Making, Neale E.Howard

2. How To Make A Telescope, Jean Texereau

3. Making & Enjoying Telescope, Robert Miller & Kenneth Wilson