Gli oculari da microscopio in astronomia

In questo articolo avevo illustrato le caratteristiche degli oculari di Huygens da microscopio per l’impiego coi telescopi astronomici. In microscopia gli Huygens lavorano con coni di luce stretti e quindi offrono in generale buone prestazioni anche se limitate al centro di un piccolo campo apparente. In astronomia devono essere impiegati con obiettivi di elevato rapporto focale, necessariamente maggiore di f/10 e preferibilmente almeno di f/15, altrimenti l’aberrazione sferica degrada le immagini. Con questa limitazione offrono in asse prestazioni non diverse da quelle degli ortoscopici ma col vantaggio di presentare meno lenti e una correzione pressoché totale dell’aberrazione cromatica. In questa fotografia:

hhh

si vedono alcuni degli Huygens che uso abitualmente (in coppie identiche) sul visore binoculare. Sono oculari in dotazione ai microscopi costruiti nel secolo scorso, grosso modo fino agli anni ’80 (più spesso prima) e prodotti da brands anche famosi come Zeiss. Molti sono privi di trattamento antiriflessi ma se l’interno del barilotto è opacizzato bene la luce che viene riflessa dalle superfici non reca disturbo e anzi preserva più facilmente il colore degli oggetti osservati, anche se questa caratteristica si apprezza solo coi riflettori puri. In generale però è meglio procurarsi quelli trattati, anche soltanto con un monostrato in fluoruro di magnesio.

Nel campo degli oculari per astronomia siamo abituati a schemi ottici che i costruttori reclamizzano come adatti indifferentemente a tutti i tipi di telescopi, anche se può capitare che qualche modello sia più adatto a un certo schema invece che a un altro, benché sia raro che il costruttore lo dichiari esplicitamente (spesso lo si scopre solo guardandoci dentro).

In microscopia, invece, è abbastanza comune che i vecchi oculari fossero progettati per compensare le aberrazioni degli obiettivi: questo modo di fare rendeva più semplice la realizzazione di questi ultimi, che non dovevano più essere corretti per tutte le aberrazioni se a eliminare quelle residue ci pensava l’oculare (oggi l’adozione di vetri speciali permette di superare questa difficoltà). Nascono così i cosiddetti oculari compensatori, fatti apposta per introdurre aberrazioni di segno opposto a quelle dell’obiettivo così che il risultato netto sia un campo geometricamente e cromaticamente corretto. In astronomia questi oculari devono essere usati con cautela proprio perché nascono intenzionalmente aberrati. Questo qui sotto, ad esempio,

20x

è uno Zeiss compensatore da 12.5 mm di focale. Ha uno schema 3 + 1 con il tripletto di campo identico a quello dell’ortoscopico di Abbe ma tale da introdurre una forte aberrazione cromatica laterale e una forte curvatura di campo: in pratica impiegando questo oculare con un telescopio ordinario le immagini risultano perfette solo esattamente al centro del campo – che perfezione, però! – e appena ci si sposta dal centro i bordi dell’immagine iniziano a colorarsi e all’estremità si nota anche una forte sfocatura. Tuttavia mettendogli davanti una lente di Barlow o un correttore di tiraggio che modificano la curvatura della superficie focale dell’obiettivo, rendendola più simile a quella dell’oculare, si viene ad avere un ottimo correttore di dispersione atmosferica particolarmente utile per osservare i pianeti quando sono bassi sull’orizzonte.

Gli oculari compensatori si riconoscono facilmente osservando il bordo del field stop contro uno sfondo chiaro: se è colorato di giallo-arancio l’oculare presenta aberrazione cromatica laterale di tipo compensante.

k15

Oltre allo Zeiss di cui sopra un altro ottimo “correttore atmosferico” è questo K15 giapponese  che è anche l’oculare più ortoscopico – nel vero senso della parola – che abbia mai esaminato: persino ai bordi dei suoi 40° di campo apparente la distorsione lineare è perfettamente corretta. Anche questo introduce cromatica laterale ma in misura molto minore rispetto allo Zeiss, quindi si può usare in quelle situazioni intermedie in cui la dispersione atmosferica è moderata.

 

 

 

 

 

 

 

 

  

tiy125

Invece questo Tiyoda 12.5x (20 mm) è un vecchio wide field a pupilla alta con circa 55° di campo (si vede che il concetto di “wide field” è cambiato nel tempo…). Ortoscopico e nitidissimo, ha uno schema 2 + 2 coi doppietti asimmetrici (quello dell’occhio è più grande dell’altro) ma anche questo presenta un po’ di cromatica laterale perché evidentemente era dato di serie con obiettivi di un tipo specifico.

 

 

 

 

 

 

 

I cinesi, infine, stanno affollando il mercato con una gran quantità di oculari per microscopio, come si può vedere navigando su ebay. A differenza dei brands più prestigiosi, che equipaggiano i loro microscopi con oculari grandangolari di ultima generazione (di cui qui non mi occupo) i cinesi producono ancora degli Huygens – che però secondo me non vale la pena di prendere in considerazione – e dei grandangolari genericamente contraddistinti dalla sigla “WF” e costituiti spesso da schemi del tipo 2+1, una variante del König a tre lenti, come questo 20x

wf20x

geometricamente e cromaticamente ben corretto e che ha poco da invidiare a oculari assai più costosi, quindi ottimo per l’osservazione planetaria e anche lunare. Altri wide-field interessanti sono quelli a “pupilla alta” che equipaggiano i microscopi biologici mass-market a basso costo (sono riconoscibili dal simbolo degli occhiali) e che offrono buonissime prestazioni anche in astronomia se impiegati con rapporti focali elevati.

 

 

 

 

 

wf10x_res

 

 

Questo ad esempio è abbastanza comune come oculare di serie ai microscopi binoculari cinesi, è un Kellner 1+2 migliore di tante cineserie da telescopio anche se col campo limitato a soli 50° circa. La correzione cromatica di questo oculare, acquistato sulla baia per pochi euro, è quasi totale fino al bordo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’oculare seguente, invece, è un Erfle 2+1+2 affetto, coi telescopi, da forte cromatismo ai bordi e col campo un po’ più limitato rispetto agli Erfle astronomici avendo il barilotto d’ingresso di soli 23.2 mm.

wf10

Uno sgradito ospite di questi oculari è quasi sempre la distorsione: i vecchi oculari da microscopio sono in genere ben corretti per quella lineare ma poco per quella angolare, può quindi capitare che al bordo del campo le immagini dei dischi planetari risultino deformate percettibilmente. Inoltre i più vecchi e/o i più economici non hanno i bordi delle lenti anneriti e può essere un’utile (ma non indispensabile) miglioria provvedere da sé ed eventualmente migliorare l’opacizzazione del barilotto, soprattutto di quelli vecchi in ottone.

In genere gli oculari sono di lunga focale, i più usati sono i 10x che equivalgono a dei 25 mm, i più corti arrivano appena a 12.5 mm, pochi sono i 10 mm. Di solito quindi vanno accoppiati a una Barlow oppure usati coi visori binoculari e un correttore di tiraggio, a meno di non disporre di un telescopio di lunga focale.

Infine attenzione agli oculari da microscopio adattati all’uso telescopico e venduti a prezzi molto alti solo per il brand prestigioso: basta infatti un adattatore da pochi euro per poter usare degli ottimi “originali” senza svenarsi  ;-) 

Lo zoo degli oculari da microscopio è virtualmente infinito e investendo una somma modesta l’astrofilo può divertirsi a provarne alcuni per saggiarne le caratteristiche. Anche se sono di scarso interesse per chi coltiva l’osservazione del cielo profondo e di campi stellari – l’offerta di oculari astronomici a questo scopo è già di per sé sovrabbondante – l’appassionato di osservazioni hi-res potrà invece trovare per pochi soldi qualche pezzo interessante con prestazioni paragonabili a quelle di oculari astronomici anche molto (ma molto…) più costosi e potrà anche evitare di buttare soldi nei correttori di dispersione atmosferica a doppio prisma, assai meno indispensabili di quanto si voglia far credere.

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