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Si è discusso a lungo sul perché gli acromatici a lungo fuoco siano così efficaci e sembrino meno sensibili ai capricci del seeing rispetto agli apocromatici molto aperti, e sono state avanzate diverse spiegazioni, nessuna di per sé sufficiente a spiegare il mistero ma prese tutte insieme forse sì. La differenza tra acro e apo da questo punto di vista si nota soprattutto nel periodo di cool-down e secondo English i motivi sono tre.
Il primo riguarda i vetri. I coefficienti di espansione termica di alcuni flint e crown ordinari con cui si costruiscono gli obiettivi acromatici sono i seguenti (i valori vanno moltiplicati per 10^-6):
F2: 8.2
F5: 8.0
N-BK7: 7.1
N-BAK-4: 6.99
mentre i coefficienti per alcuni vetri a bassa dispersione caratteristici degli apocromatici sono:
S-FPL51: 13.1
S-FPL53: 14.5
FLUORITE: 18.9
Il significato di questi numeri (espressi in K^-1) è che durante la fase di cool down i vetri a bassa dispersione subiscono maggiori deformazioni introducendo aberrazione sferica e defocus, mentre i vetri degli acromatici risultano più stabili. Non solo, man mano che la temperatura scende durante la notte il vetro continuerà a deformarsi e sarà necessario ritoccare il fuoco dell’apocromatico con maggiore frequenza rispetto a quanto richiesto dall’acromatico. Secondo Wolfgang Rohr – citato nel libro – fino a circa 160 mm di diametro i problemi di cool down di un tripletto apocromatico sono ancora gestibili, ma aumentando le dimensioni si può arrivare a situazioni limite (Rohr riferisce il caso di un 9 pollici) nelle quali durante l’osservazione le lenti potrebbero non raggiungere mai una configurazione stabile.
Il secondo motivo risiede nella massa di vetro in gioco. Se il rapporto focale è alto le lenti hanno una curvatura relativamente piccola e di conseguenza uno spessore ridotto rispetto a quelle degli obiettivi a focale corta che devono essere realizzate con curvature e quindi con spessori maggiori, senza contare il fatto che i tripletti hanno comunque una lente in più. Inoltre aumentando la curvatura della lente aumenta anche la differenza tra la sua parte più spessa e quella più sottile, differenza che a sua volta sarà soggetta a variare durante il cool down determinando uno scadimento dell'immagine.
In alcuni progetti di apocromatici il problema del cool down è ulteriormente accresciuto dell’abbandono della spaziatura in olio a favore di quella in aria, che isola termicamente l’elemento ED (in genere quello di mezzo) e ne ritarda l’adattamento. Come ci ricordava Ivano su questo forum, negli acromatici Clark nei quali la spaziatura in aria tra il flint e il crown è maggiore rispetto ai doppietti Fraunhofer, era prevista una finestrella laterale di aerazione per facilitare l’adattamento termico.
Il terzo motivo è legato al defocus determinato dalla variazione di lunghezza del tubo durante il cool down. English fa l’esempio di un 100 mm con un tubo in alluminio di un metro e mezzo di lunghezza e un 100 mm con un tubo di mezzo metro. Con qualche calcolo si dimostra che con un differenziale di temperatura di soli 3 gradi l'obiettivo a lungo fuoco rimane comunque nelle tolleranze di defocus – e quindi l’immagine rimane a fuoco – mentre l'obiettivo a corto fuoco no, dovrà essere rifocalizzato.
Ripeto, English è piuttosto achro-oriented; le cose che riferisce sono probabilmente vere (mi piacerebbe però conoscere l’opinione di qualche progettista su questo argomento) ma è anche evidente che se non fossero controbilanciate da quelli che sono i vantaggi caratteristici degli apocromatici questi ultimi non avrebbero mercato. Personalmente comunque non ho mai sentito possessori di apocromatici anche grandi stracciarsi le vesti per il seeing o perché lo strumento non è mai a fuoco, tutt’altro.
) tubi.
