8 Chapter 8 – How does a telescope work?

OpenStax Astronomy Chapter 6: Astronomical Instruments

Optical Telescopes

Section 6.1

I.                                                           Telescopes

A.                                                                  = Area that measures how much light is gathered

1. Size of                                                    , primary lens or mirror

2. Often given as the “size” of the                                                          

a. Example:  a 1 meter telescope has a 1 meter                                                         

3.                                               aperture gathers more light, see                                                              stars

B.                                                                                                        : distance between lens or mirror and the image (eye)

1.                                                     focal length give a                                                          image, more magnified

II.                                                                               – use                                                         

A. Large                                                      lens sits at opening to sky

1. Size of primary lens = size of telescope =                                                           

B. Lens                                                                         (bends) incoming light

1. Curved lens allows light to be                                                                          at eye or camera

C. Overall size limited by                                                             of big lenses and                                                                 

1. Focal length is the same as the length of the                                                                    

2.                                                 Refractor: 40 inch primary, 62 foot focal length, Yerkes Observatory (Wisconsin, 1897)

III.                                                                                   – use                                                                             

A.                                                                     mirror sits at                                                              of telescope

1.  Size of                                                     = size of telescope = aperture

2. Reflects light toward                                                                      mirror

B. Secondary – small mirror at                                             ,                                                    light back through telescope to eye

C.                                                                                                       is the                                                   path of light reflecting off                                                          mirrors before reaches the eye

1. Allows for                                                telescopes with                                                 focal length

D. All major                                                                             telescopes are reflectors

1. Largest Reflectors:                                                           primary mirror

a. Example: Keck Observatory (Hawaii, 1992), 2 telescopes, 10 meter/33 foot primary, 57 foot focal length, 80 feet tall

2.                                                     and easier to build than refractors

3. Can use thin, light-weight or segmented                                                   for primary

a. Example: James Webb Space Telescope,                                                            primary with segmented mirror

 

What is one reason reflecting telescopes are designed with a secondary mirror in addition to a primary mirror?

A. To increase the aperture size and see brighter objects

B. To make the telescope shorter and easier to move around

C. To decrease the focal length and magnification

D. To allow for a sharper focus

CCDs

Section 6.3 

IV.                                                    – Detects light at the end of the telescope to make an                                                    

A. CCD =                                                                                              , better known as a digital                                                    

B. Silicon wafer divided into                                                                   

1. First astronomical CCD: 100,000 pixels, Your phone:                       million,  Research telescopes today:                        million or more

C. Light entering telescope                                                                      on the CCD by lenses or mirrors

D. When a photon hits a pixel, it creates a                                                                   

E. Charge becomes an electronic                                                                          

F. Computer to interprets signals from the CCD by                                                                                             to form a picture

 

Why do astronomers want to build telescopes with bigger apertures?

A. To be able to see ultraviolet light
B. To search for life on Mars
C. To observe fainter or more distant objects

Radio Telescopes

Section 6.4

V.                                                       Telescopes

A. Use large                                                          to collect waves and direct them toward                                                          

1. Radio waves have                                     wavelengths (inches to thousands of feet)

a. FM radio (90 MHz): about 10 feet

2. Need a                                                      collecting area (dish) for long waves

B.                                                                              collects radio waves and sends signal to                                                            

C. Typical radio telescope dish is                                                                                     across

1. Largest                                                   Radio Telescope: Green Bank 100 meter (330 feet) in West Virginia

2. Largest Radio Telescope: 500 meter (1600 feet) FAST in China, built into the hills

 Earth’s Atmosphere and Space Telescopes

Section 6.5 

VI. Earth’s                                                                                and Light

A. Objects in space “shine” at                                           wavelengths of the EM spectrum

B. The atmosphere                                                       a lot of this light

1. Light can be                                                         by atoms and molecules

C.                                                             light and most                                                 waves are                                      blocked

1. Visible light can be “blurred” by bouncing off molecules in the atmosphere (why stars                                           )

D.                                                                                                                                       are almost completely                                       

      1. Need to use                                                           telescopes (satellites)

E.                                                                      is                                                               blocked by                                 vapor in atmosphere

1. Need to go to upper atmosphere with                                                                   or balloons or into space

 

Why would astronomers want to build telescopes on high mountains?

A. To be closer to the objects they are observing
B. To get clearer pictures because the air is thinner
C. To observe X-rays

You are super rich and want to build a telescope. Which one is the best value for your money? Assume space telescopes are more expensive.

 

A. A radio telescope in orbit around Earth
B. An ultraviolet telescope in orbit around Earth
C. A gamma ray telescope located in Louisiana

 

Tutorial Activity – TMT Video Response

Watch this video on the controversy surrounding building a new thirty meter telescope in Hawaii: https://www.youtube.com/watch?v=onERw0-ixLA

Video Response: Write at least 5 sentences based on the following prompt. Full credit is based on the length and content of your response. Responses should be thoughtful and respectful.

Imagine you are either a Native Hawaiian OR an astronomer. What would you say to the opposing side?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

License

Icon for the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Astronomy of the Solar System Copyright © 2024 by Kaisa Young is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, except where otherwise noted.

Share This Book