Upload
muhammad-saddam-naghfir
View
60
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
CAHAYACAHAYA & & TELESKOPTELESKOP• Cahaya sebagai bentuk informasi dari langit
•Teleskop sebagai kolektor cahaya
Kompetensi Dasar:Kompetensi Dasar:Memahami konsep cahaya sebagai bentuk informasi dari langit danmengembangkan kemampuan bernalar melalui penafsiran terhadapdata dan informasi yang diperoleh dari hasil pengamatan
BentukBentuk--bentukbentuk InformasiInformasi
� Empat macam bentuk informasi dari segalapenjuru alam semesta:
� Radiasi EM: Gelombang radio – Sinar gamma
2
� Partikel Sinar Kosmik: Elektron, proton, netron, dan inti-inti berat berenergi tinggi
� Neutrino (dan Antineutrino)� Gelombang Gravitasi
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
KarakteristikKarakteristik MasingMasing--MasingMasing
� Perbedaan antara partikel sinar kosmik denganradiasi EM dan Gelombang Gravitasi:
� sinar kosmik bergerak dengan kelajuan mendekati c� sinar kosmik memiliki massa diam positif� sinar kosmik dibelokkan oleh medan magnet kosmik
3
� sinar kosmik dibelokkan oleh medan magnet kosmik
� Neutrino:
� memiliki massa diam yang sangat kecil� tidak berinteraksi dengan materi yang dilaluinya
� Gelombang gravitasi:� belum berhasil dideteksi secara langsung� diprediksi dari perubahan gerakan orbit bintangganda dekat kompak
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
BentukBentuk LainnyaLainnya……
Selain keempat bentuk di atas, bentukinformasi lainnya berupa material padatan dari ruang antarplanetataupun ruang antarbintang.
4Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
MengumpulkanMengumpulkan InformasiInformasi
5
� Pupil sebagai pintu masuk cahaya � diafragma pada kamera!� Diameter pupil: 2 – 8 mm� Pengamatan sebelum era teleskop:
� navigasi� kalender� astrologi� gerak planet � Sistem Kopernikus & Hukum Kepler
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
FungsiFungsi UtamaUtamaTeleskopTeleskop
� Mengumpulkan cahaya & memfokuskannyalebih besar diameter, lebih banyak cahaya yang dapat dikumpulkan
6Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
FungsiFungsi UtamaUtamaTeleskopTeleskop
� Mengumpulkan cahaya & memfokuskannyalebih besar diameter, lebih banyak cahaya yang dapat dikumpulkan
� Kemampuan teleskop mengumpulkan cahaya �Light Gathering Power (LGP)
7
∝∝∝∝ _LGP Luas Penampang
Contoh:Berapakah perbandingan LGP teleskop dengan diameter objektif 10 cm terhadap mata saat bukaan pupil maksimum?
ππππ = == == == = ππππ
==== ,
221teleskop4
21pupil4
dTeleskop 100mm
Mata 8mmd
Teleskop156 25
MataJudhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Memisahkan sudut yang kecillebih besar diameter, lebih kuat kemampuanmemisahkan sudut (daya resolusi)
λλλλθ =θ =θ =θ =
λλλλθ = ×θ = ×θ = ×θ = ×
( ) ,
(") , 5
radian 122D
2 52 10
8
λλλλθ = ×θ = ×θ = ×θ = ×(") , 52 52 10D
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Menguatkan / memperbesarmembuat objek terlihat lebih besar (lebih dekat)
9Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
RagamRagamTeleskopTeleskop� Menurut pengumpul cahayanya:
Teleskop pembias (refraktor)
10Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Ragam Sistem Optik Teleskop Pemantul
11
Teleskop pemantul(reflektor)
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
Parameter Parameter OptikOptik TeleskopTeleskop
� Perbesaran linear & sudutHanya ketika melakukan pengamatan dengan cara melihat langsung melalui lensa okuler (eyepiece).
'h
12
'
'
tan
hM
h
h h
p q
qM
p
====
θ = = −θ = = −θ = = −θ = = −
∴ = −∴ = −∴ = −∴ = −
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
tan , tan0 i
0 e
d d
F Fθ = θ =θ = θ =θ = θ =θ = θ = Untuk teleskop yang sama dapat
diperoleh beragam perbesaran,bergantung pada ukuran panjang
13
tan
ta
_
n
0 e
0i
0 e
0i
0 e
F
F
Untuk
FM
F
θθθθ====
θθθθθ <<θ <<θ <<θ <<
θθθθ= == == == =
θθθθ
bergantung pada ukuran panjangfokus lensa okuler yang digunakan.
Latihan:Berapakah perbesaran yang dimiliki teleskopMeade 8” (Fo = 2000 mm) ketikamenggunakan lensa okuler dengan panjangfokus 20 mm dan 10 mm?
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
Batas Batas PerbesaranPerbesaranTeleskopTeleskop
� Perbesaran maksimum yang diizinkan darikombinasi penggunaan lensa okuler (eyepiece)dengan lensa objektif adalah perbesaran yangmasih membuat bayangan/citra benda terlihatdengan jelas.dengan jelas.
14
Batas bawah:
( )(pendekatan)
Batas atas:
, ( ) (AturanWhittaker)
Berlaku untuk teleskop
.....
.....
_ _ _berdiameter_
_
kecil-menengah.
_
D mmM
2
M 27 8 D mm
≥≥≥≥
≤≤≤≤
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Daya resolusiKriteria Rayleigh:“Dua sumber titik akan terlihat terpisah bila pusatpola difraksi benda titik pertama berimpit denganminimum pertama pola difraksi benda titik ke dua”
λλλλθ =θ =θ =θ =( ) ,radian 122D
θ menyatakan sudut terkecil secarateoritis yang mampu dipisahkan
15
λλλλθ = ×θ = ×θ = ×θ = ×(") , 5
D
2 52 10D
teoritis yang mampu dipisahkanoleh sebuah teleskop. Makin kecilsudut θ, makin kuat daya pisahteleskop yang bersangkutan.
Latihan:Berapakah diameter teleskop yang diperlukan untuk dapat melihatkawah bergaris tengah 2 km di permukaan Bulan bila pengamatandilakukan pada panjang gelombang visual (λ=5500Å)? Diketahuijarak Bumi–Bulan 384.400 km.
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Medan pandangMerupakan ukuran sudut (angular size) maksimumyang terlihat melalui sistem optik.
Secara umum, bila perbesaran meningkat,medanpandang akan berkurang.
16Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Lensa okuler (eyepiece) memiliki apparent field of view(medan pandang lihat), yaitu sudut maksimum sebagaimanadilihat melalui lensa itu sendiri. Pada praktiknya, dalam sebuahteleskop lensa okuler berpasangan dengan lensa objektif.
� Ada besaran lain dari lensa okuler yang disebut actual fieldof view, yang didefinisikan sebagai:
_ __ _
Eyepiece apparent FOVEyepiece actual FOV
M====
17
M
Contoh:Diberikan lensa okuler dengan panjang fokus 25 mm dengan apparentFOV 400. Jika digunakan pada teleskop dengan panjang fokus lensaobjektif 2000 mm, berapakah actual FOV untuk pengamatan tanpaakomodasi (mata rileks)?
_..... _
...........
,
...................... _ ,
o
e
00
F 2000mm Apparent FOVM Actual FOV
F 25mm M
40M 80 Actual FOV 0 5
80
= = == = == = == = =
= = == = == = == = =
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Angka banding-f (f-ratio)Merupakan rasio antara panjang fokus lensa/cerminutama terhadap diameternya.
Contoh:Sebuah lensa dengan panjang fokus F =1000 mm dan D =100 mmmempunyai angka banding-f =10, yang biasa dituliskan f:10 atau f/10.
� Berkenaan dengan angka banding-f ini, dikenal istilahteleskop cepat dan teleskop lambat.
18
teleskop cepat dan teleskop lambat.
Teleskop cepat:�Angka banding-f kecil (< 6)�Secara fisik bertabung pendek untuksuatu diameter tertentu
� Memiliki FOV yang luas (untukeyepiece yang sama bila dibanding-kan dengan teleskop lambat)
� Baik untuk pengamatan dengan M rendah
Teleskop lambat:�Angka banding-f besar (> 8)�Secara fisik bertabung panjang untuksuatu diameter tertentu
� Memiliki FOV yang sempit (untukeyepiece yang sama bila dibanding-kan dengan teleskop cepat)
� Baik untuk pengamatan dengan M tinggi
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Skala bayangan (SB)Menggambarkan ukuran sudut benda langit daritiap milimeter citra/bayangannya yang terbentukdi bidang fokus teleskop.
("/ )o
206265SB mm
F====
Contoh:
19
Contoh:Berapa besar sudut yang digambarkan oleh tiap milimeter bayanganyang terbentuk di bidang fokus teleskop berpanjang fokus objektif 2032mm?
"
, "/
206265SB
2032mmSB 1015 mm
====
====
Artinya, setiap mm bayangan yangterbentuk menggambarkan sudut sebesar101,5” atau 0,030 di langit.
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Untuk benda langit membentang (Bulan, galaksi,nebula), citra yang diperoleh dari potret bendatersebut akan dipusatkan dalam suatu daerah dibidang fokus. Energi cahaya yang dipusatkan untuk tiapsatuan luas citra � kecerahan bayangan (B).
Sumber cahaya membentang:.. ..2 2
D 1
20
Sumber cahaya t
..
.. i ik:.. t
o
2
D 1B
F angka banding f
B D
∝ =∝ =∝ =∝ = −−−−
∝∝∝∝
� Tidak ada teleskop yang sempurna. Artinya tidakmungkin membentuk citra/bayangan yang sempurnaketajamannya (ada pembatasan oleh difraksi).
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010
� Ambang magnitudoMenyatakan objek teredup yang masih dapatdilihat oleh teleskop yang bersangkutan secarateoritik.
Untuk pengamatan langsung dengan mata, ambangmagnitudo teleskop dapat didekati denganhubungan:
21
hubungan:
limit
(mm)=16 + 5log
10
Dm
Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010