Jan Hollan, Hvězdárna a planetárium M. Koperníka v Brně
7. října 1993
(Shrnutí počátečních rozvah a empirických poznatků, suplujících mou malou erudici v konstrukci optických přístrojů)
Nyní máme již hotový spektroskop vyhovující. Za hranolem je obyčejný malý dalekohled, zvětšující jen asi pětkrát. Před hranolem je pak speciální okulár, z něhož jde na hranol světlo ve spektrálním směru kolimované.
Proč okulár speciální? Jednak kvůli příčnému roztažení spektra (hlavní dalekohled musí být takovým okulárem astigmatizován), ale hlavně kvůli malému zvětšení hlavního dalekohledu. Kdybychom totiž užili okuláru např. H40 (tedy s ohniskovou délkou 40 mm), pak při objektivu s ohniskovou délkou 225 cm dostáváme zvětšení 56×, a i když to pak malým dalekohledem zvětšíme jen 5× (méně to nejde, to by byla spektra už moc kratičká), celkem pak pracujeme se zvětšením skoro 300×, při němž nám spektrum již rozmazává neklid vzduchu. Kolimující okulár musí dávat velmi malé zvětšení. Užijeme-li jako okuláru např. malého objektivu s ohniskovou vzdáleností 10cm, tak je to lepší, ale má to nevýhodu, že je pak spektroskop velmi vystrčený (a já jsem měl dokonce objektiv s asi 25 cm ohniskovou délkou). A to je takový okulár ještě potřeba doplnit válcovou čočkou.
Řešení mi přinesly mé brýle: jako okuláru jsem užil rozptylku -6 D /-6.5 D. Hlavní dalekohled se tak stal galileovským (tj. velkým kukátkem), se zvětšením 11× a s astigmatismem 0.5 D. V první verzi jsem užil čočky ze starých brýlí, kterou jsem obrousil na rozích a přilepil na okulárovou přírubu. V další verzi jsem užil nové čočky, v obchodě obroušené na průměr 30 mm (hodilo by se spíš 36 mm), kterou jsem vysadil asi 5 cm před přírubu, aby při výměně kolmého okulárového konce za spektroskop bylo spektrum zaostřené. Tedy, zaostřené na oranžovou až Hβ, na Hγ je vinou barevné vady sestavy nutno trochu přeostřit. Ostření, je li nutné (pokud předtím byl užit rovný okulárový konec), se provádí výhradně výtahem hlavního dalekohledu - zaostření spektra znamená, že světlo jde na hranol zkolimované, což je nutné. Kdo nosí brýle, má smůlu, přeostřit si to na sebe nemůže. To by muselo být ostření malého dalekohledu opatřeno stupnicí mohutností, což t.č. není - užíváme hledáčku odmontovaného z našeho N15, a okulár je zakápnut lepidlem. (Zaostření prohlížecího dalekohledu se testuje pozorováním vzdálených výbojek, samozřejmě bez rozptylky před hranolem.) Kdybychom užili k prohlížení spektra např. malý monar 7×50 či ještě menší, pak by se na spektra dalo hledět i bez brýlí.
Pak je také nutné, aby spektroskopický konec (bez rozptylky i s ní) při připevnění k dalekohledu mířil na jeho objektiv (tj. aby jeho optická osa splývala s osou hlavního dalekohledu). K tomu musí být především kolmo na osu hlavního dalekohledu příruba, do které se okulárový konec upevňuje - teď to tak je, ale nedrží příliš pevně a nesmí se na ni působit žádným momentem síly. A také musí být správně navlečena na (zahnuté) optické ose rozptylka, hranol i malý dalekohled - také to tak teď je, ale spektroskopický konec není nijak robustní a jest jej bráti jen za masívní přírubu či jemně zboku za plechový ,,tubus`` těsně u ní a nebouchat s ním o stůl, aby to tak i zůstalo. (Jistě by bylo hezké mít okulárový konec hlavního dalekohledu i spektroskopický nástavec robustní a ,,blbovzdorný`` - však ať to někdo udělá, už se těším.) A konečně, rozptylka musí být správně pootočená, aby jedna její ohnisková čára šla kolmo na spektrum a druhá podél něj. To se snadno zkontroluje pohledem na hvězdu: v jednom (já volím vnějším) ohnisku musí být hvězda přesně čárová (až na barevnou vadu soustavy, tj. modrý konec není čárový současně s červeným), a ve druhém pak ostré spektrální čáry (tj. monochromatické obrazy ohniskové přímky kolmé na spektrum). Tak to nyní také je.
Naše dnešní sestava už funguje opravdu pěkně. Výrazně zlepšit by se dala užitím hranolu s větší disperzí - tj.především s lámavým úhlem ne 45°, ale 60°, tj. rovnostranného jako užíváme ve spektrografu u heliostatu. Pak by jednak byla spektra delší a viditelnost čar by nezáležela tolik na zaostření hlavního dalekohledu, a jednak by se mnohem pohodlněji dívalo na hvězdy vysoko na nebi (prohlížecí dalekohled by byl skoro kolmo na hlavní). Také by se hodil hranol větší, neb současný omezuje zorné pole (a vinětuje je). Hodilo by se i potlačit barevnou vadu (jak toho konkrétně docílit, teď nevím). Skvělá by byla možnost změny tloušťky spektra, tedy astigmatičnosti hlavního dalekohledu - možná by to šlo docílit nakláněním okulárové rozptylky.
U A0 hvězd je dobře zřetelná je Hβ, hůře Hγ a stěží Hα (snad jen u Vegy). Čím dále od A0, tím jsou vodíkové čáry hůře patrné. Další dobře zřetelné rysy se objevují u pozdních K hvězd (Aldebaran, K5) - to jsou už asi molekulární pásy. Macaté pásy jsou u M hvězd, u těch nejchladnějších vypadá spektrum ,,jako schody`` (Ras Algheti). Výběr jasných M hvězd aj. viz Stars/BSC/selected. Co které pásy jsou, bychom měli zajisté vědět - kdo to pro různé hvězdy vhodné k ukázání namaluje (či vyfotí) a popíše, zaslouží sladkou odměnu. Zatím můžeme ukazováním spekter především doložit, že hvězdy jsou svými spektry věru rozdílné. Vidět je i to, že mají i různě rozdělenou energii na prostředek a kraje spektra - vhodný je pohled na širokou (aby se spektra nepřekrývala) dvojhvězdu s různými složkami podobně jasnými. Zajímavé je mizení barev u slabých hvězd - lze to demonstrovat i zakrýváním objektivu u hvězdy jasné (i když to není žádná astronomie). Hezká je scintilace velmi nízké jasné hvězdy.
(Kdybychom měli velký hranol, hodilo by se užít k prohlížení též např. monaru 10×50, se stupnicí a možností přeostřování, a s velkým celkovým zorným polem. To až někdy příště, až takový hranol budu mít.)