Liceul "Antim Ivireanu" clasa a 9-a C

Liceul "Antim Ivireanu"

clasa a 9-a C

Berbecel Andreea Madalina

Optica

Optica geometrica studiaza propagarea luminii prin medii transparente, folosind modelul raza de lumina.

Raza de lumina reprezinta directia de propagare a luminii, fiind o idealizare a fasciculului de lumina foarte ingust.

Fasciculul de lumina este paralel daca razele de lumina sunt paralele.

Fasciculul de lumina este convergent daca razele de lumina converg intr-un punct, se propaga catre un punct.

Fasciculul de lumina este divergent daca razele de lumina diverg dintr-un punct, se propaga dintr-un punct .

Lumina este de natura electromagnetica, efectele luminoase fiind produse de componenta electrica a campului electromagnetic.

Lumina se propaga in vid cu viteza c = 299792,45km/s (~300000km/s). Viteza luminii printr-un mediu transparent este v = c / n, unde n este indicele de refractie al mediului.

Importanța conceptului dioptru optic în optica geometrică

Daca exista o suprafata care separa doua medii transparente diferite,numita DIOPTRU OPTIC,.atunci lumina se imparte :

-Se reflecta intorcandu-se in mediul in care provine;

-Se refracta trecand in celalat mediu transparent.

Aplicabilitatea principiilor opticii geometrice - exemple.

Principiile opticii geometrice

Principiul propagarii rectilinii

Lumina se propaga in linie dreapta intr-un mediu transparent, omogen si izotrop.

Principiul independentei fasciculelor de lumina

Fasciculul de lumina produce acelasi efect indiferent ca se propaga singur sau concomitent cu alte fascicule de lumina.

Principiul reversibilitatii propagarii luminii

Lumina se propaga identic in ambele sensuri in lungul razei de lumina.

Principiul lui Fermat

Lumina strabate distanta dintre doua puncte pe drumul corespunzator intervalului de timp minim necesar propagarii.

Reflexia luminii este fenomenul fizic ce consta in intoarcerea razei de lumina in mediul din care provine la intalnirea suprafeteide separare dintre doua medii.

Reflexia luminii este difuza cand un fascicul paralel de lumina intalneste o suprafata cu denivelari iar razele reflectate se propaga in toate directiile, se imprastie si dirijata cand fasciculul paralel de lumina intalneste o suprafata lucioasa plana iar razele reflectate formeaza tot un fascicul paralel de lumina.

Vizibilitatea corpurilor este rezultatul reflexiei difuze a luminii de catre corpuri.

Reflexia luminii se produce dupa legile:

L1. Raza incidenta, normala al suprafata in punctul de incidenta si raza reflectata sunt coplanare, in acelasi plan.

L2. Unghiul de incidenta i este congruent cu unghiul de reflexie r.

Refractia luminii este fenomenul fizic ce consta in schimbarea directiei de propagare a luminii la suprafata de separare dintre doua medii optice transparente.

Refractia luminii se produce dupa legile:

L1. Raza incidenta, normala al suprafata in punctul de incidenta si raza refractata sunt coplanare, in acelasi plan.

L2. Produsul dintre indicele de refractie n al mediului si sinusul unghiului pe care il face raza de lumina cu normala prin mediu este constant.

Nsini = constant, n1 sini = n2 sinr

n1>n2, lumina trece dintru-un mediu mai refringent intr-un mediu mai putin refringent si se indeparteaza de normala, i

n1r

Reflexia totala se produce cand lumina trece dintr-un mediu cu indicele de refractie mai mare intr-un mediu cu indicele de refractie mai mic si i>l, l unghiul limita, n2sinl = n1 sin90, sinl = n1/n2

Optica geometrica sta la baza construirii instrumentelor optice cu ajutorul carora se obtin imagini micsorate sau marite ale obiectelor.

Imaginea obiectului este perfect asemanatoare obiectului cand fiecarui punct al obiectului ii corespunde un singur in imagine si spunem ca se realizeaza un stigmatism riguros. In general stigmatismul este aproximativ deoarece unui punct obiect ii corespund mai multe puncte imagine care formeaza o pata luminoasa . Stigmatismul aproximativ se poate realiza in aproximatia lui Gauss sau paraxiala.

Punctul obiect si punctul imagine se numesc puncte conjugate.

Imaginea este reala daca punctele imagine se formeaza la intersectia razelor de lumina.

Imaginea este virtuala daca punctele imagine se formeaza la intersectia prelungirilor razelor de lumina.

Imaginea reala se prinde , formeaza, pe ecran iar cea virtuala nu.

Dioptrul este suprafata de separatie dintre doua medii optice transparente diferite, cu indici de refractie diferiti.

Dioptrul sferic este o portiune din suprafata unei sfere, o suprafata sferica ce delimiteaza o calota sferica.

Dioptrul plan este o suprafata plana sau o sfera cu raza infinit.

Dioptrul sferic are urmatoarele elemente caracteristice;

-varful dioptrului V – varful, polul calotei sferice;

-centrul de curbura C – centrul sferei careia ii apartine calota sferica;

-axa optica principala, dreapta care trece prin C si V

Prima relatie fundamentala a dioptrului sferic sau relatia punctelor conjugate este:

n2/x2 – n1/x1 = (n2-n1)/R (1)

unde n2 este indicele de refractie al mediului in care se formeaza imaginea, x2 este distanta de la V la imagine pe axa optica principala, n1 este indicele de refractie al mediului in care se afla obiectul si x1 distanta de la obiect la V pe axa optica principala.

Focarul imagine este punctul imagine de pe axa optica principala in care se intalnesc razele refractate provenite din fasciculul incident paralel cu axa optica principala.

f2 = n2R/(n2-n1), distanta focala imgine se obtine din (1) pentru x1->∞

Focarul obiect este punctul de pe axa optica principala din care pleaca razele de lumina care dupa refractia prin dioptru se propaga paralel cu axa optica principala

f1 = - n1R/(n2-n1), distanta focala obiect se obtine din (1) pentru x2->∞

A doua relatie fundamentala a dioptrului sferic este:

β= x2/x1 . n1/n2 (2)

unde beta este marirea liniara transversala, definita ca raportul dintre marimea, dimensiunea imaginii

y2 si marimea obiectului y1, β = y2/y1

In deducerea relatiilor fundamentale si in rezolvarea problemelor cu acestea se foloseste urmatoarea conventie de semn : distantele masurate de la varf spre dreapta se iau cu +, sunt pozitive, iar cele masurate de la varf spre stanga se iau cu - , sunt negative, cand lumina se propaga de la stanga la dreapta; segmentele perpendiculare pe axa optica principala orientate in sus, deasupra, se considera pozitive iar cele orientate in jos, sub, se considera negative.

Oglinzile sunt suprafete foarte bine lustruite, de obicei metalizate, care reflecta lumina.

Oglinzile dupa forma suprafetei pot fi : sferice, plane, cilindrice s.a.

Oglinzile sferice sunt suprafete sferice si pot fi concave sau convexe

Oglinda concava are suprafata reflectatoare interiorul suprafetei sferice.

Oglinda convexa are suprafata reflectatoare exteriorul suprafetei sferice.

Oglinda sferica are urmatoarele elemente caracteristice;

-varful oglinziiV – varful, polul calotei sferice;

-centrul de curbura C – centrul sferei careia ii apartine calota sferica;

-axa optica principala, dreapta care trece prin C si V

-raza de curbura R – raza sferei

Prima relatie fundamentala pentru oglinda sferica sau relatia punctelor conjugate este:

1/x2 + 1/x1 = 2/R (1)

Focarul unei oglinzi sferice, F, este punctul situat pe axul optic principal in care converg, dupa reflexie razele sau prelungirile razelor unui fascicul incident paralel cu axul optic principal (de la infinit). Distanta de la varful oglinzii pana la focar reprezinta distanta focala si rezulta din (1) pentru x1->∞

f = R/2

unde R = raza de curbura a oglinzii

A doua relatie fundamentala a oglinzilor sferice este:

β = - x2/x1 = y2/y1 (2)

Pentru a construi imaginea unui obiect formata de o oglinda sferica se folosesc doua din urmatoarele raze :

R1 raza incidenta paralela cu axa optica principala se reflecta prin focar;

R2 raza incidenta prin focar se reflecta paralel cu axa optica principala;

R3 raza incidenta prin centrul de curbura se reflecta pe aceeasi directie.

Imaginea unui obiect intr-o oglinda concava poate fi reala sau virtuala, dreapta sau rasturnata si mai mare sau mai mica decat obiectul in functie de pozitia obiectului fata de varful oglinzii.

Imaginea unui obiect intr-o oglinda convexa este virtuala, dreapta si mai mica decat obiectul oricare ar fi pozitia obiectului fata de oglinda

O suprafata plana neteda care reflecta aproape integral lumina incidenta, este o oglinda plana.

Oglinda plana poate fi considerata o oglinda sferica cu raza infinit, R→ ∞

Din formula punctelor conjugate pentru R- rezulta -x1 = x2. Prin aplicarea legilor reflexiei se poate stabili ca oglinzile plane formeza imagini virtuale, in care punctele din spatiul-imagine sunt localizate simetric fata de planul oglinzii, cu punctele din spatiul-obiect.

Constructia imaginii in oglinzi plane

De asemenea, se poate demonstra ca oglinzile plane determina formarea de imagini drepte si egale cu obiectul. Lentilele sunt medii transparente, de regula din sticla, delimitate de doua suprafete sferice sau de o suprafata sferica si una plana.

Lentilele au urmatoarele elemente caracteristice: - centre de curbura - centrele C1 si C2 ale celor doua calote sferice; - razele de curbura ale sferelor, R1 si R2; - axa optica principala este dreapta ce uneste centrele de curbura ale celor doua calote sferice; - centrul optic O al unei lentile este punctul situat pe axa optica care se are proprietatea ca raza de lumina ce trece prin acest punct nu este deviata; - orice dreapta care trece prin centrul optic se numeste axa optica secundara.

Lentila este considerata subtire daca grosimea acesteia este mult mai mica decat razele de curbura si varfurile in imediata vecinatate a centrului optic.

In functie de modul in care sunt deviate razele de lumina la trecerea prin lentila, acestea pot fi lentile convergente sau divergente.

Lentilele convergente au mijlocul gros si marginile subtiri, iar un fascicul de raze paralele ce traverseaza lentila, devine convergent intr- un punct denumit punct focar.

Lentile convergente: a - biconvexa, b - plan-convexa, c - menisc convergent, d – simbolul lentilelor convergente.

Lentilele divergente au mijlocul subtire si marginile groase iar un fascicul de raze paralele care traverseaza lentila devine divergent.

Lentile divergente: a - biconcave, b - plan-concave, c - menisc divergent, d - simbolul lentilelor divergente.

Relatia punctelor conjugate pentru lentila este:

1/x2 – 1/x1 = [(n2/n1)- 1](1/R1 – 1/R2)

unde n2 este indicele de refractie al mediului din care este confectionata lentila iar n1 indicele de refractie al mediului in care se afla lentila.

Focarul principal obiect F1 este punctul in care se afla o sursa de lumina punctiforma care produce lumina astfel incat o parte din raze prin refractia in lentila formeaza un fascicul paralel cu axa optica principala.

Distanta de la F1 la O reprezinta distanta focala obiect f1, f1 = - 1/ [(n2/n1)- 1](1/R1 – 1/R2), cand x2->∞.

Focarul principal imagine F2 este punctul in care se intersecteaza, datorita refractiei prin lentila, razele fasciculului paralel cu axa optica principala.

Distanta de la O la F2 reprezinta distanta focala imagine f2, f2 = 1/ [(n2/n1)- 1](1/R1 – 1/R2), cand x1->∞.

Rezulta -f1 = f2 = f =1/C = 1/ [(n2/n1)- 1](1/R1 – 1/R2), unde C = 1/f reprezinta convergenta lentilei.

Lentilele convergente au C>0 iar cele divergente C<0.

Marirea liniara transversala, a doua relatie fundamentala, este:

β = x2/x1 = y2/y1

Sistemul de lentile este o asociatie de lentile care au aceeasi axa optica principala si formeaza imagini ce devin obiect pentru lentila urmatoare de la prima lentila pana la ultima care formeaza imaginea finala.

Pentru un sistem de lentile subtiri alipite sau acolate (d=0) se obtine:

1/fs = 1/f1 + 1/f2 + … + 1/fn

β = β1.β2. … .βn

Un sistem de lentile este afocal sau telescopic daca focarul F2 al unei lentile coincide cu F1 al urmatoarei lentile, distanta dintre oricare doua lentile fiind egala cu suma algebrica a distantelor focale ale celor lentile, d = f1 + f2

Un fascicul paralel cu axa optica principala incident pe un sistem afocal iese tot paralel cu axa optica principala.

Dispozitivele optice - sisteme de dioptri optici

v INSTRUMENTE v OPTICE

Un instrument optic este un ansamblu de lentile şi oglinzi destinat obţinerii imaginii unui obiect.

Sistemul este centrat, adică axele optice ale dioptrilor coincid.

Din punct de vedere al naturii imaginilor, instrumentele optice se clasifică în:

vInstrumente care dau imagini reale:

- ochiul

- aparatul de fotografiat

- aparatul de proiecţie



v Instrumente care dau imagini virtuale:

- lupa

- microscopul optic

- luneta

- telescopul

Instrumentele care dau imagini virtuale, fiind folosite de obicei pentru examinarea directă, cu ochiul, a obiectelor, sunt formate din două părţi:

- un obiect, îndreptat spre obiectul de cercetat;

- un ocular, îndreptat spre ochiul observatorului.

Obiectivul este un sistem optic convergent şi formează o imagine reală a obiectului. Această imagine joacă rolul de obiect pentru ocular care va da imaginea definitivă, virtuală „preluată” de ochiul observatorului.

vCaracteristici optice

Un instrument optic se caracterizează prin mărimi care permit să se compare între ele două instrumente de acelaşi tip şi deci să se aleagă cel ce îndeplineşte anumite cerinţe. Aceste mărimi sunt:

1. Mărirea

Se defineşte mărirea transversală definită ca raportul dintre lungimea imaginii y2 si lungimea obiectului y1.



2. Puterea

Se numeşte putere raportul dintre tangenta unghiului sub care se vede prin instrument un obiect şi dimensiunea liniară a obiectului.



3. Grosismentul (mărirea unghiulară)



4. Puterea separatoare reprezintă capacitatea instrumentului de a forma imagini distincte, separate,

a două puncte vecine ale obiectului.

Instrumente optice

Instrumentele optice au ajutat la intelegerea universului. Telescopul ne-a dezvaluit detalii ale corpurilor indepartate din spatiu, iar microscopul a dezlegat multe din misterele naturii, cum ar fi structura celulelor vii.

Ochii nostri sunt extrem de bine formati ca instrumente optice.

Lumina care cade pe retina impulsioneaza celulele pentru a trimite semnale electrice nervoase spre creier, iar acesta ne da impresia vizualizarii obiectului. Ochii nostri au de asemenea un sistem de control automat pentru intensitatea luminii.

Daca stam in soare, iar dupa aceea intram intr-o incapere intunecoasa, la inceput nu vedem prea bine, deoarece pupila este inca mica. Dupa un minut sau doua, incep sa devina vizibile multe obiecte pe masura ce pupila se largeste.

-Lentilele binoclului prismatic produc o imagine rasturnata. Prismele din fiecare sectiune intorc imaginea astfel incat ea este verticala si corespunzatoare cu realitatea.

Functionarea lentilelor

Sistemul de lentile este alcatuita din lentile convexe cristaline, iar in fata acestora se afla o membrana transparenta numita cornee. Corneea are un rol important in focalizare. Ajustarea finala este facuta de lentile.

Problema de vedere cea mai des intalnita este incapacitatea ochiului de a focaliza asupra unor obiecte. Daca sistemul de lentile al ochiului este prea puternic-adica se umfla prea mult, obiectele de la distanta vor parea difuze, doar cele din apropiere vor fi clare. Aceasta este miopia.

Daca lentila nu poate fi facuta sa se umfle suficient, obiectele din apropiere vor fi neclare, iar cele de la distanta vor fi clar vizualizate. Aceasta e hipermetropia.

Ambele defecte pot fi prevenite sau ameliorate purtand ochelari sau lentile de contact . Miopii poarta ochelari cu lentile concave (subtiri la mijloc), iar hipermetropii poarta lentile convexe (groase in mijloc).

-Miopia si hipermetropia pot fi prevenite folosind ochelari sau lentile de contact pentru a focaliza imaginea pe retina.





Lupa

Relativ puternice, lentilele convexe sunt adesea folosite ca lupe.

Prima intentie de marire a unui obiect a aparut acum aproape 2000 de ani in urma. Vechile documente grecesti si romane descriu cum un vas de sticla umplut cu apa poate fi folosit pentru a mari obiecte.

Lentilele de sticla au aparut mult mai tarziu si au fost folosite probabil prima data in anii 1000 de calugarii care scriau manuscrise. Dupa anii 1000, ochelarii cu lentile slabe au inceput sa fie folositi pentru a corecta hipermetropia. Dar numai prin anii 1400 s-a descoperit tehnica fabricarii ochelarilor cu lentile concave pentru a corecta miopia.



Telescopul

Telescopul este un instrument optic care permite observarea obiectelor indepartate si neclare ca si cum ar fi mult mai luminoase si mai apropiate de observator. Telescoapele sunt folosite in astronomie pentru observarea corpurilor ceresti indepartate.

Pentru sute de ani, telescoapele au fost singurele instrumente

folosite pentru observarea planetelor si a galaxiilor. Chiar si azi navetele cosmice pot ajunge doar vecinii nostri apropiati din sistemul nostru solar, oamenii de stiinta continuand sa se bazeze pe telescop in studierea stelelor, nebuloaselor si galaxiilor aflate la mare distanta.

Majoritatea telescoapelor functioneaza colectand lumina emisa de stele sau reflectata de suprafata planetelor. Acestea se numesc telescoape optice. Ele folosesc o lentila curba sau o oglinda sferica sau parabolica pentru a colecta razele de lumina si a le trimite spre o lentila mica plasata in focar care face posibila observarea obiectului. In cercetarile astronomice se aseaza langa focar camere de luat vederi pentru a inregistra imaginile adunate de telescop. Lumina vizibila adunata de telescop e descompusa in radiatiile componente cu ajutorul unui spectroscop, in acest fel obtinandu-se informatii despre temperatura obiectului, miscare, compozitie chimica sau prezenta unor campuri magnetice.

Multe telescoape sunt construite in observatoare astronomice in jurul Pamantului dar numai undele radio, lumina vizibila si radiatia infrarosie pot penetra atmosfera Pamantului si pot ajunge la suprafata planetei . Pentru a depasi aceasta problema au fost lansate in spatiu telescoape care pot colecta unde din alte regiuni ale spectrului electromagnetic.

- Un telescop terestru are lentile obiective si lentile in ochean. Lentilele adaugate intre ele intorc imaginea vertical cu realitatea. Telescopul astronomic nu are lentile pentru ca „in sus” sau „in jos” nu are prea multa importanta in cercetarea corpurilor ceresti de la distanta. Cele mai multe telescoape astronomice sunt cele de tipul reflectoarelor.







I. Telescoape Optice

Sunt doua feluri principale de telescoape optice : reflectatoare si refractoare.

A. Telescoape refractoare.

Acestea folosesc o lentila de sticla pentru a forma imaginea in focar. Lentila este convexa iar puterea de a aduna razele de lumina a unui astfel de telescop este proportionala cu marimea obiectivului. Aceste telescoape sunt impiedicate de aberatii cromatice care cauzeaza venirea fiecarei culori intr-un focar diferit pentru ca fiecare culoare are propriul sau unghi de refractie. Aberatia cromatica face ca imaginea unei stele sau planete sa fie inconjurata de cercuri de diferite culori.

O alta limitare fundamentala a acestor telescoape este faptul ca lentilele cu diametre mai mari de 1 metru sunt impractice deoarece cantaresc mai mult de jumatate de tona si se prabusesc sub propria lor greutate. Acestea nu pot fi sprijinite de dedesubt ca oglinzile .

Telescoape reflectatoare.

Acestea folosesc o oglinda concava pentru a aduna razele de lumina si formeaza imaginea intr-un focar aflat deasupra oglinzii.

Telescoapele reflectatoare sunt in special folositoare pentru a aduna lumina de la obiecte intunecate. Sensibilitatea luminii unui astfel de telescop creste cu patratul diametrului oglinzii telescopului. Deci daca se dubleaza diametrul oglinzii puterea de a aduna razele de lumina creste de 4 ori. Telescoapele mari pot detecta obiecte a caror stralucire este de un miliard de ori mai mica decat cea mai slab vizibila stea cu ochiul liber . Oglinda telescopului este facuta dintr-o sticla speciala care nu se contracta si mareste la diferite temperaturi . Oglinda e polizata cu ajutorul calculatorului pentru ca diferentele de grosime de pe suprafata trebuie sa fie mai mici decat o fractiune din grosimea unui fir de par . Pentru a crea un strat reflectator se acopera suprafata oglinzii cu un strat subtire de aluminiu . Principalul dezavantaj al acestor oglinzi este greutatea . Telescopul Hale de pe muntele Palomar din California cantareste 14 tone .

In 1990 un plan indraznet si inovativ a depasit bariera marimii oglinzilor. Fiecare din telescoapele identice de la observatorul Manua Kea din Hawaii combina 36 de oglinzi hexagonale de 183 cm ca placutele de gresie asezate pe jos comportandu-se ca o oglinda imensa de 1016 cm cu puterea de a aduna razele de lumina de 4 ori mai mare decat cea de la Palomar.

Interferenta optica

O noua tehnica in astronomie combina semnale de la diferite telescoape astfel ca imaginea rezultata sa fie identica cu cea obtinuta de la un telescop gigant . Aceasta tehnica se numeste interferenta optica . Observatorul sudic european a inceput constructia a celui mai mare interferometru in 1996. Cel mai mare telescop este situat in desertul Atacama din nordul statului Chile . Acesta combina lumina de la 4 telescoape de 800 cm producand o imagine egala cu cea a unui telescop de 1600 cm . Primul telescop a fost instalat in 1998 si intregul proiect va fi terminat in 2002 .

Interferometrele optice sunt folositoare pentru a vedea obiecte stralucitoare dar foarte apropiate cum ar fi stelele duble . Astronomii spera ca aceasta tehnica va face posibila observarea planetelor de marimea Pamantului care orbiteaza in jurul stelelor indepartate.

E. Inregistrarea imaginilor

Imediat dupa inventarea fotografiei in 1800 astronomii au atasat un aparat fotografic la un telescop pentru a fotografia luna .

Acest lucru le-a permis sa inregistreze ceea ce vad. Astazi filmul fotografic din telescoape a fost inlocuit cu cipuri de silicon de marimea unghiei de la deget care sunt divizati in milioane de elemente de imagine numite pixeli care convertesc razele de lumina in sarcini electrice preluate de un calculator. Mozaicul rezultat format din pixeli intunecati si colorati formeaza imaginea.

Aceste imagini sunt mult mai clare decat cele facute cu aparatul de fotografiat si imaginea este imediat salvata pe HDD - ul calculatorului.

II. Telescoape radio.

Radio astronomia a fost inventata in 1931 cand inginerul Karl Jansky de la laboratoarele “ Bell Telephones “ a descoperit cu ajutorul unei antene ca din centrul galaxiei noastre sunt emise unde radio. Aceasta a fost prima data cand cercetatorii au realizat ca undele radio pot veni de la surse neaflate pe Pamant. In anii care au urmat multe descoperiri majore in radio astronomie s-au produs similar prin coincidenta sau din intamplare de exemplu descoperirea galaxiilor active si a pulsarilor. Designul unui telescop radio e similar cu cel al unui telescop optic dar telescoapele radio trebuie sa fie mai mari pentru ca functioneaza cu lungimi de unda mai lungi a radiatiei electromagnetice. Undele radio sunt de fapt intre 1 m si 1 km in lungime in timp ce undele de lumina vizibile sunt de numai 1 micrometru . Undele radio pot fi adunate intr-un punct mai usor decat cele vizibile datorita lungimii lor. Ca un rezultat suprafata telescoapelor radio nu trebuie sa fie asa de fina ca a celor optice. Telescoapele radio au un avantaj fata de cele optice: semnalele radio pot fi detectate pe tot parcursul unei zile in timp ce radiatia electromagnetica a soarelui face imposibila observarea altor lungimi de unda in timpul zilei. Energia pe care o primesc telescoapele radio de la surse indepartate este mai mica decat energia eliberata cand un fulg de zapada loveste pamantul, de aceea aceste telescoape trebuie sa fie construite in vai unde nu pot ajunge undele radio artificiale.

Cel mai mare telescop radio construit intr-o vale din Arecibo , Puerto Rico are un vas parabolic cu un diametru de 305 m .



III.Telescoapele cu infrarosu

Telescoapele cu infrarosu permit explorarea regiunii intunecate si pline cu praf a spatiului atat in interiorul galaxii noastre cat si in afara acesteia. Ele permit dezlegarea misterelor despre nasterea stelelor, formarea sistemelor planetare, observarea cometelor si a atmosferelor a altor planete, observarea centrului galaxiei noastre si nasterea unor galaxii foarte indepartate. In ciuda faptului ca vaporii atmosferici terestri absorb o parte din lumina rosie, cercetarile pot fi efectuate din locuri uscate aflate la altitudini mari sau din avioane. Cel mai bun loc pentru amplasarea unui astfel de telescop e in spatiu unde nu exista atmosfera .

Telescoapele cu infrarosu folosesc designul de baza a unui telescop optic reflectator dar au un detector in focar care vede doar lumina infrarosie . Pentru ca radiatia infra-rosie e produsa de caldura, semnalul unui telescop cu infrarosu poate fi contaminat de caldura atmosferei daca acesta e aflat pe pamant sau chiar de caldura produsa de el . Pentru a corecta aceste defecte telescoapele cu infrarosu au sisteme de racire sau iau date din locuri indepartate de obiectul studiat pentru a inregistra radiatia din fundal pe care apoi sa o scoata din imaginea finala .

IV. Telescopul cu ultraviolete

Telescoapele cu ultraviolete sunt similare cu telescoapele optice reflectatoare dar oglinzile lor au invelisuri speciale care reflecta lumina ultravioleta foarte bine. Aceste telescoape dau informatii despre gazul interstelar, stele tinere si regiunile gazoase ale galaxiilor active.

Unele dintre cele mai fierbinti stele din univers sunt vizibile in regiunea ultravioleta a spectrului. Totusi aceasta lumina e blocata de atmosfera terestra si poate fi studiata numai din spatiu. Intre 1980 si 1990 o serie de observatoare care orbita Pamantul au explorat universul ultraviolet. Printre acestea a fost si telescopul Hubble.

V. Telescopul cu raze x

Astronomia cu raze x a fost infiintata in 1960 cand au fost montati pe rachete de mare altitudine detectori cu raze x. Astronomii au fost surprinsi sa afle ca multe obiecte astronomice energetice emit raze x. Astronomia cu raze x a fost mult imbunatatita in 1970 de catre satelitul “ U. S. Explorer 42 “ care a facut o harta a razelor x a cerului.

Unele telescoape cu raze x sunt construite ca niste telescoape optice reflectatoare. Oglinda principala a acestora trebuie sa fie cilindrica. Razele x de la obiect ating oglinda la un unghi foarte mic incat abia il ating pt a fi reflectate in detector. Pentru a bloca raze x care nu vin de la sursa observata majoritatea detectorilor sunt inconjurati de un cilindru din lumb care le absoarbe.

VI. Telescopul cu raze gama

Razele gama sunt radiatii electromagnetice cu lungimi de unda chiar mai scurte decat razele x. Unele dintre cele mai catastrofice evenimente din univers cum ar fi coliziunile intre stele neutronice sau gaurile negre emit in spatiu raze gama de mare energie. Acestea nu pot penetra atmosfera terestra trebuie sa fie observate din spatiu. La inceputul anilor 90 observatorul cu raze gama Compton a descoperit ca razele gama sunt distribuite simetric in spatiu. De aceea se crede ca acestea provin de la evenimente astronomice foarte puternice care au loc in interiorul galaxiilor.

Telescoapele cu raze gama sunt construite din 2 sau mai multi detectori cu raze gama in linie. Un detector e activat oricand o raza gama trece prin el indiferent de directia in care trece raza.

Pentru a observa razele gama de la o anumita sursa se pun cel putin 2 detectori in linie indreptati spre sursa si numai o raza gama de la acea sursa va trece prin amandoi.