Caracteristicile telescoapelor și scopul. Ce este un telescop? Tipuri, caracteristici și scopul telescoapelor. Cele mai mari telescoape optice

Cerul ne face semn în timp ce privim vastitatea lui. Ce se ascunde în spatele norilor și ce se află în întunericul său impenetrabil? Desigur, am putut răspunde parțial la aceste întrebări cu ajutorul unui telescop. Fără îndoială, acesta este un dispozitiv unic care ne-a oferit o imagine magnifică a spațiului. Și, fără îndoială, ne-a adus mai aproape înțelegerea spațiului ceresc.

Se știe că primul telescop a fost creat de Galileo Galilei. Deși puțini știu că a folosit descoperirile timpurii ale altor oameni de știință. De exemplu, inventarea unui telescop pentru navigație.
În plus, artiștii din sticlă au creat deja ochelari. În plus, s-au folosit lentile. Și efectul refracției și măririi sticlei a fost mai mult sau mai puțin studiat.

Primul telescop al lui Galileo

Desigur, Galileo a obținut rezultate semnificative în studiul acestui domeniu. În plus, a adunat și a îmbunătățit toate evoluțiile. Și, ca urmare, a dezvoltat și a introdus primul telescop din lume. De fapt, a avut doar o creștere de trei ori. Dar se distingea prin calitatea sa ridicată a imaginii la acea vreme.

Apropo, Galileo a fost cel care a numit obiectul său dezvoltat telescop.
Ulterior, omul de știință nu s-a oprit aici. El a îmbunătățit dispozitivul la mărirea de douăzeci de ori a imaginii.
Este important ca Galileo să nu fi dezvoltat doar telescopul. Mai mult, el a fost primul care l-a folosit pentru explorarea spațiului. În plus, a făcut o mulțime de descoperiri astronomice.

Caracteristicile telescoapelor

Telescopul este format dintr-un tub care stă pe o montură specială. Este echipat cu axe pentru țintirea obiectului observat.
În plus, dispozitivul optic are un ocular și o lentilă. În plus, planul din spate al lentilei este perpendicular pe axa optică și este conectat la suprafața frontală a ocularului. Care, de altfel, este similar cu cel obiectiv în raport cu axa optică.

Este de remarcat faptul că pentru focalizare se folosește un dispozitiv special.
Principalele caracteristici ale telescoapelor sunt mărirea și rezoluția.
Mărirea imaginii depinde de distanța focală a ocularului și a subiectului.
Rezoluția este legată de proprietatea refracției luminii. Astfel, dimensiunea obiectului observat este limitată de rezoluția telescopului.

Tipuri de telescoape în astronomie

Varietăți de telescoape sunt asociate cu diferite metode de construcție. Mai exact, prin utilizarea diferitelor instrumente ca obiectiv. În plus, contează în ce scop este necesar dispozitivul.
Astăzi, există mai multe tipuri principale de telescoape în astronomie. În funcție de componenta de colectare a luminii, acestea pot fi lentile, oglindă sau combinate.

Telescoape cu lentile (dioptrie)

În caz contrar, se numesc refractori. Acestea sunt primele telescoape. În ele, lumina este colectată de o lentilă, care este limitată de o sferă pe ambele părți. Prin urmare, este considerat biconvex. În plus, obiectivul este o lentilă.
Ceea ce este interesant este că poți folosi nu doar o lentilă, ci un întreg sistem al acestora.

Este demn de remarcat faptul că lentilele convexe refractează razele de lumină și le aduc în focalizare. Și în el, la rândul său, se construiește o imagine. Pentru a-l vizualiza, utilizați un ocular.
Important este ca obiectivul să fie instalat astfel încât focalizarea și ocularul să coincidă.
Apropo, Galileo a inventat refractorul. Dar dispozitivele moderne constau din două lentile. Unul dintre ei adună lumina, iar celălalt o împrăștie. Acest lucru vă permite să reduceți abaterile și erorile.

Telescoape cu oglindă (cataptrice)

Se mai numesc reflectoare. Spre deosebire de tipul de lentile, lentila lor este o oglindă concavă. Adună lumina stelelor la un moment dat și o reflectă pe ocular. În acest caz, erorile sunt minime, iar descompunerea luminii în raze este complet absentă. Dar utilizarea unui reflector limitează câmpul vizual al observatorului.
Interesant este că telescoapele cu oglindă sunt cele mai comune din lume. Pentru că dezvoltarea lor este mult mai ușoară decât, de exemplu, dispozitivele cu lentile.

Telescoape catadioptrice (combinate)

Acestea sunt dispozitive cu lentile oglindă. Ei folosesc atât lentile, cât și oglinzi pentru a obține imagini.

La rândul lor, au fost împărțiți în două subspecii:
1) Telescoape Schmidt-Cassegrain - au o diafragmă instalată chiar în centrul de curbură al oglinzii. Acest lucru elimină neregulile și abaterile sferice. Dar câmpul vizual și calitatea imaginii cresc.
2) Telescoape Maksutov-Cassegrain - o lentilă plat-convexă este instalată în zona planului focal. Ca rezultat, curbura câmpului și deviația sferică sunt împiedicate.

Este de remarcat faptul că în astronomia modernă este tipul combinat de instrumente cel mai des folosit. Amestecând două elemente diferite pentru a colecta lumina, ele produc date mai bune.

Astfel de dispozitive sunt capabile să primească un singur val de semnale. Antenele sunt folosite pentru a transmite semnale și a le procesa în imagini.
Radiotelescoapele sunt folosite de astronomi pentru cercetarea științifică.

Modele de telescoape în infraroșu

Designul lor este foarte asemănător cu telescoapele cu oglindă optică. Principiul obținerii unei imagini este aproape același. Razele sunt reflectate de lentilă și colectate la un moment dat. În continuare, un dispozitiv special măsoară căldura și fotografiază rezultatul.

Telescoape moderne

Telescopul este un instrument optic de observare. A fost inventat acum aproape o jumătate de secol. În acest timp, oamenii de știință au schimbat și îmbunătățit dispozitivul. Într-adevăr, au fost create multe modele noi. Spre deosebire de primele, acestea au o calitate și o mărire crescută a imaginii.

În această epocă a tehnologiei, se folosesc telescoapele computerizate. În consecință, acestea sunt echipate cu programe speciale. Ceea ce este important este că prototipul modern ia în considerare faptul că percepția ochilor fiecărei persoane este diferită. Pentru o precizie ridicată, imaginea este transmisă la monitor. În acest fel imaginea este percepută așa cum este cu adevărat. În plus, aceasta metoda observațiile elimină orice distorsiune.

În plus, oamenii de știință din generația noastră folosesc nu un dispozitiv odată, ci mai multe. Mai mult, camerele unice sunt conectate la telescop, care transmit informații către un computer. Acest lucru vă permite să primiți informații clare și precise. Care, desigur, este folosit pentru a studia și.

Interesant este că acum telescoapele nu sunt doar dispozitive de observare. Dar și dispozitive pentru măsurarea distanțelor dintre obiectele spațiale. Pentru această funcție, spectrografele sunt conectate la ele. Iar interacțiunea acestor dispozitive oferă date specifice.

Altă clasificare

Există și alte tipuri de telescoape. Dar sunt folosite pentru propriul lor scop specific. De exemplu, telescoape cu raze X și cu raze gamma. Sau dispozitive ultraviolete care filtrează imaginea fără procesare sau expunere.
În plus, dispozitivele pot fi împărțite în profesioniști și amatori. Primele sunt folosite de oameni de știință și astronomi. Evident, acestea din urmă sunt potrivite pentru uz casnic.

Cum să alegi un telescop pentru pasionații de astronomie

Alegerea unui telescop pentru pasionații de astronomie se bazează pe ceea ce doriți să observați. În principiu, tipurile și caracteristicile dispozitivelor sunt descrise mai sus. Trebuie doar să alegi care îți place cel mai mult. Este mai bine, după părerea mea, să alegeți o lentilă sau o formă combinată. Dar alegerea, desigur, depinde de tine.

Potrivit internetului, cele mai bune telescoape de amatori sunt reprezentate de următoarele companii: Celestron, Bresser și Veber.

Telescoapele au fost folosite pentru a studia viața planetelor de sute de ani.

Crearea și dezvoltarea telescopului, de fapt, a făcut posibil să se facă un pas uriaș în explorarea spațiului. Probabil tot ce știm s-a format cu ajutorul acestui dispozitiv. Deși, desigur, nu trebuie subestimată activitatea oamenilor de știință.
Astăzi am analizat câteva tipuri de telescoape și caracteristicile acestora. Cu siguranță există progrese în tehnologie. Și, ca rezultat, am învățat o mulțime de lucruri interesante despre obiectele spațiale și despre spațiul însuși. În plus, putem admira frumosul cer și îl putem cunoaște datorită acestei minunate invenții.

Telescoapele nu ocupă cea mai largă nișă de pe piața rusă a echipamentelor optice, dar gama de aici este destul de decentă și este reprezentată de produse de la multe companii cunoscute.

Producătorii majori oferă optică pentru utilizatori de diferite niveluri. Au apărut deja serii cu drepturi depline pentru începători și chiar dispozitive ieftine special concepute pentru copii și adolescenți.

Subiectul de mândrie specială al mărcilor eminente continuă să fie telescoapele pentru profesioniști - nu mai sunt doar dispozitive optice, ci dispozitive de înaltă tehnologie și „inteligente”.

Cele mai vândute în 2017 au fost telescoape de amatori și semi-profesionale de la următorii producători:

Sky-Watcher;
Celestron;
Bresser;
Weber.

Principiul de funcționare și structura telescopului

Un telescop este un dispozitiv optic complex cu ajutorul căruia puteți vedea obiecte îndepărtate (astronomice sau terestre) la măriri multiple.

Din punct de vedere structural, este un tub, la un capăt al căruia se află o lentilă de colectare a luminii și/sau o oglindă concavă - o lentilă. Pe de altă parte, există un ocular - prin el vedem imaginea rezultată.

adaugă din telescopul meu cu legende

Designul telescopului include, de asemenea:

1. Finder pentru detectarea obiectelor astronomice specifice;

2. Filtre de lumină care estompează strălucirea prea strălucitoare a stelelor;

3. Oglinzi diagonale (plăci de corectare), care răstoarnă imaginea pe care o transmite obiectivul „cu susul în jos”.

Modelele profesionale cu capacități de astrofotografie și înregistrare video pot fi echipate suplimentar cu următoarele elemente:

1. Echipamente electronice complexe;

2. Sistem GPS;

3. Motor electric.

Tipuri de telescoape

Refractori (lentila)

Puteți recunoaște un astfel de telescop după designul său simplu, asemănător cu o lunetă. Obiectivul și ocularul sunt aici pe aceeași axă, iar imaginea mărită este transmisă în linie dreaptă - la fel ca în primele dispozitive inventate acum 400 de ani.

Refractoarele sau telescoapele refractoare colectează lumina reflectată a corpurilor cerești folosind 2-5 lentile biconvexe distanțate la ambele capete ale tubului lung al corpului. Acest tip de dispozitiv este mai potrivit pentru începătorii și amatorii de observații astronomice, deoarece vă permite să vizualizați clar obiectele terestre și corpurile cerești din Sistemul nostru Solar.

Lentilele instalate în refractoare descompun lumina „prinsă” de lentilă în componente spectrale, ceea ce duce la o oarecare pierdere a clarității imaginii și o face mai slabă dacă mărirea este prea mare. Se recomandă utilizarea unui astfel de telescop în zonele deschise din afara orașului, unde expunerea la cer este minimă.

Ușor de operat și nu necesită întreținere specializată;
Designul sigilat este protejat de praf și umiditate;
Nu se teme de schimbările de temperatură;
Ele oferă o imagine clară și contrastantă a corpurilor astronomice din apropiere;
Au o durată lungă de viață.

Destul de voluminoase și grele (greutatea unor modele ajunge la 25 kg);
Diametrul maxim al lentilei – 150 mm;
Nu este potrivit pentru observații în interiorul orașului.

În funcție de tipul de lentile instalate, telescoapele sunt împărțite în următoarele tipuri:

1. Acromatic - au niveluri de mărire scăzute și medii, dar oferă o imagine plată.

2. Apocromatice – fac imaginea mai convexă, dar elimină defecte precum un contur neclar și aspectul unui spectru secundar.

Reflectori (oglinda)

Reflectorul captează și transmite fasciculul de lumină folosind două oglinzi concave: una este situată în lentila tubului, cealaltă reflectă imaginea în unghi, trimițând-o către ocularul lateral.

Spre deosebire de un refractor, o astfel de optică este mai potrivită pentru studierea spațiului adânc și obținerea de imagini de înaltă calitate ale galaxiilor îndepărtate. Producția de oglinzi este mai ieftină decât lentilele, ceea ce se reflectă în costul dispozitivelor. Cu toate acestea, va fi dificil pentru un începător sau un copil să facă față setărilor complexe și corectoarelor de imagine.

Simplitatea designului;
Dimensiune compactă și greutate redusă;
Ele captează perfect lumina slabă a corpurilor cosmice îndepărtate;
Diafragma mare (de la 250 la 400 mm), oferind o imagine mai luminoasa si mai clara fara defecte;
Mai mult preț scăzut comparativ cu refractorii similari.

Necesită timp și experiență pentru a se instala;
Designul deschis al dispozitivului poate permite pătrunderea prafului sau murdăriei;
Le este frică de schimbările de temperatură;
Nu este potrivit pentru observarea obiectelor terestre și din apropierea sistemului solar.

Catadioptria (lentila oglinda)

Lentila telescoapelor catadioptrice este asamblată din lentile și oglinzi, astfel încât combină avantajele acestora și compensează maxim defectele folosind plăci de corecție speciale.

Imaginea obiectelor astronomice îndepărtate și din apropiere într-un astfel de dispozitiv se apropie de cea ideală, ceea ce face posibilă nu numai observarea stelelor, ci și realizarea de fotografii de înaltă calitate.

Dimensiuni compacte și transportabilitate;
La fel de potrivit pentru observarea obiectelor spațiale adânci și apropiate;
Ele oferă imagine de cea mai înaltă calitate;
Diafragma de pana la 400 mm.

Preț mare;
Timp lung de stabilizare termică a aerului din interiorul conductei;
Design complex.

Opțiuni de selecție a telescopului

Când decideți să cumpărați un telescop, ar trebui să vă decideți asupra cerințelor dvs. de bază pentru acest dispozitiv.

Designul și performanța opticii vor depinde de răspunsurile dvs. la o serie de întrebări:

1. Ce fel de obiecte ați dori să luați în considerare - planete din Sistemul nostru Solar sau galaxii îndepărtate?

2. De unde vei observa corpuri cosmice - de pe balconul tău ai ocazia să mergi în câmp cu un telescop?

3. Ai de gând să faci astrofotografie?

Acum să trecem la principalele caracteristici ale telescoapelor moderne.

Oglinda parabolica sau sferica

Designul unei oglinzi sferice este de așa natură încât nu poate reflecta toate razele într-un singur punct. Din acest motiv, focalizarea ideală este de neatins pentru reflectoarele cu optică sferică. Acest fenomen se numește „aberație sferică” și este cel mai pronunțat la măriri mari.

O oglindă parabolică nu este supusă aberațiilor sferice și este capabilă să colecteze razele de lumină într-un singur punct. La mărire mare nu vei avea probleme cu focalizarea, iar un obiect îndepărtat va fi vizibil clar și în toate detaliile.

Dar nu totul este atât de rău cu oglinzile sferice. La un anumit raport între diametrul oglinzii și distanța focală, o astfel de oglindă funcționează aproape ca una parabolică. Telescopul cu oglinda cu diametrul de 114 mm si distanta focala de 900 mm este practic lipsit de aberatii sferice si focalizeaza bine imaginea pana la marirea maxima utila.

Diafragma (diametrul lentilei)

Principalul criteriu pentru alegerea unui telescop este deschiderea lentilei acestuia. Determină capacitatea unei lentile sau oglinzii de a colecta lumina: cu cât această caracteristică este mai mare, cu atât razele reflectate vor atinge obiectivul. Aceasta înseamnă că va oferi o calitate ridicată a imaginii și va putea chiar să detecteze radiația slab reflectată de la obiectele spațiale îndepărtate.

Când alegeți o deschidere pentru scopurile dvs., concentrați-vă pe următoarele numere:

1. Pentru a obține o imagine clară a planetelor sau a sateliților din apropiere, este suficient un dispozitiv cu diametrul lentilei de până la 150 mm. În condiții de oraș, este mai bine să reduceți această cifră la 70-90 mm.

2. Un dispozitiv cu o deschidere de peste 200 mm va putea vedea galaxiile îndepărtate.

3. Dacă intenționați să vă răsfățați cu hobby-ul preferat în locuri îndepărtate de oraș, cu un cer nocturn cu lumină scăzută, puteți încerca dimensiunea maximă a lentilelor semi-profesionale - până la 400 mm.

Distanta focala

Distanța focală este distanța de la lentilă până la punctul din ocular unde toate razele de lumină sunt din nou colectate într-un fascicul. Gradul de mărire și calitatea imaginii vizibile depind de acest indicator - cu cât este mai mare, cu atât ne vom uita mai bine la obiectul de interes.

Focalizarea mărește lungimea telescopului în sine, ceea ce afectează confortul depozitării și transportului acestuia. Desigur, este mai convenabil să păstrați un dispozitiv de focalizare scurtă pe balcon, unde F nu depășește 500-800 mm. Această limitare nu se aplică numai catadioptrei - în ele fluxul de lumină este refractat de multe ori și nu merge în linie dreaptă, ceea ce face posibilă scurtarea semnificativă a corpului.

Raport de mărire

Mărirea obiectelor poate fi corectată prin instalarea unui ocular mai puternic sau mai slab - astăzi producătorii oferă optice cu F de la 4 la 40 mm, precum și lentile Barlow care dublează focalizarea telescopului în sine.

1. Este logic să luăm în considerare în detaliu doar corpurile cosmice din apropiere (Luna, de exemplu).

2. Pentru observarea galaxiilor îndepărtate, mărirea mare nu este atât de importantă.

Tip montură

O montură (suport pentru telescop) este necesară pentru a face dispozitivul convenabil de utilizat.

Optica amator și semi-profesională vine de obicei cu unul dintre cele 3 tipuri principale de suporturi mobile speciale:

1. Azimuthal – cel mai simplu suport care vă permite să mutați telescopul pe orizontală și pe verticală. Cel mai adesea este echipat cu refractoare și catadioptrii mici. Dar pentru astrofotografie, o montură azimutală nu este potrivită pentru că nu vă permite să faceți o imagine clară.

2. Ecuatorial - are greutate și dimensiuni impresionante, dar ajută la găsirea obiectului necesar la coordonatele date. Acest trepied este ideal pentru reflectoarele care „văd” galaxii îndepărtate care sunt invizibile cu ochiul liber. Imaginea ecuatorială este, de asemenea, populară printre fanii astrofotografiei.

3. Sistemul Dobson este un compromis între un suport azimut ușor de utilizat și ieftin și un design ecuatorial fiabil. Adesea vine complet cu reflectoare puternice și scumpe.

Design optic

Telescopul Galileo (1609)

Un design simplu de telescop, similar cu cel folosit de Galileo în primele telescoape astronomice cu două lentile. O lentilă convergentă (convexă) cu focală lungă joacă rolul unei lentile, iar cealaltă lentilă (concavă) acționează ca un ocular; rezultatul este o imagine dreaptă. Acest sistem este încă folosit în binocluri de teatru.

Telescopul Kepler (1611)

Un sistem de telescop simplu care folosește lentile convexe atât ca obiectiv, cât și ca ocular. Acest lucru oferă un câmp vizual mai mare și un grad de mărire mai mare decât se poate obține într-un telescop galileian, dar imaginea dintr-un telescop Keplerian este inversată.

Telescopul sistemului Gregory (1663)

Un tip de telescop reflectorizant propus de James Gregory în 1663. Oglinda primară este un paraboloid cu o gaură centrală, iar cea secundară este un elipsoid. Gregory nu a reușit să obțină oglinzi cu configurația dorită, așa că nu a putut să-și construiască telescopul înainte ca Newton să-și creeze primul reflector, un design mai simplu cu o oglindă secundară plată. Ulterior, sistemul Gregory a fost înlocuit de telescopul Cassegrain

Telescopul lui Newton (1668)

Un tip simplu de telescop reflectorizant dezvoltat de Isaac Newton (1642-1727), care l-a demonstrat la Royal Society din Londra în 1671. Oglinda primară a telescopului este un paraboloid (pentru deschideri mici poate fi folosită o oglindă sferică) și oglinda secundară este plată, plasată pe calea fasciculului reflectat este la un unghi de 45° față de axa optică, astfel încât imaginea se formează în afara tubului principal. Designul este utilizat pe scară largă pentru instrumentele amatoare mici, dar nu este potrivit pentru telescoape mari.

Schema lui Cassegrain (1672)

Un telescop reflectorizant în care focalizarea imaginii este direct în spatele unei orificii centrale din oglinda primară. Acest design a fost propus de Jacques Cassegrain (1652-1712), profesor de fizică în orașul Chartres din Franța în jurul anului 1672, i.e. la patru ani după ce Isaac Newton a creat primul reflector. În acest telescop, oglinda secundară este mai degrabă convexă decât plată (ca în designul newtonian). Cassegrain însuși nu a construit un telescop, așa că au trecut câțiva ani înainte ca ideea sa să fie realizată. Astăzi, focalizarea Cassegrain este populară și utilizată pe scară largă atât în instrumentele de amatori modeste, cât și în telescoapele profesionale mari.

Telescopul Herschel (1772)

Un tip de telescop reflectorizant proiectat de William Herschel (1738-1822) în care oglinda primară parabolică este înclinată astfel încât focalizarea să se afle în afara tubului principal al telescopului și să poată fi accesată fără a bloca lumina care intră. Această idee a fost adusă la viață de Lomonosov cu 10 ani mai devreme. Dezavantajul sistemului este prezența distorsiunilor, motiv pentru care acest tip de telescop a fost ulterior înlocuit cu alte sisteme reflectoare.

Telescopul Ritchie-Chrétien (1922)

Un telescop al cărui sistem optic este similar cu cel al telescopului Cassegrain, cu excepția faptului că atât oglinzile primare, cât și cele secundare au formă de hiperboloid. Drept urmare, telescopul Ritchie-Chrétien oferă un câmp vizual larg fără comă.

Sistem Seurier (1930)

Un design cu tub deschis pentru un telescop reflectorizant mare care asigură o deviere uniformă pe măsură ce se schimbă orientarea telescopului. Este imposibil să faci tubul celor mai mari telescoape complet nedeformabil. Designul tubului de 200 de inci al telescopului Hale propus de Marc Seurier nu elimină deformarea, ci asigură păstrarea axei optice a telescopului

Camera Schmidt (1930)

Un tip de telescop astronomic cu un câmp vizual larg destinat exclusiv utilizării fotografice. A fost inventat de Bernard Schmidt în 1930. Rolul unui colector de lumină este îndeplinit de o oglindă sferică. Corectarea aberației sferice se realizează folosind o placă de sticlă subțire de profil complex instalată la capătul de intrare al tubului telescopic (în spatele focalizării). Placa fotografică este plasată la focalizarea primară. Deoarece suprafața focală este curbată, placa fotografică primește aceeași formă folosind un suport special. Rezultatul sunt imagini clare, nedistorsionate, cu un câmp vizual foarte larg, cu o lungime de până la zeci de grade.

Telescopul Dall-Kirkham

Un tip de telescop Cassegrain în care oglinda primară are un profil elipsoidal mai degrabă decât cel mai comun paraboloidal. Oglinda secundară este sferică. Rezultatul este un câmp vizual semnificativ mai mic decât un telescop Cassegrain standard de aceeași dimensiune.

Telescopul Maksutov (1940)

Un telescop reflectorizant în care distorsiunile optice ale unei oglinzi primare sferice sunt corectate de o lentilă concavă (menisc), rezultând imagini de înaltă calitate pe un câmp vizual larg. Telescopul a fost inventat de D.D. Maksutov (1896-1964).

Designul de bază al telescopului este un sistem tipic Cassegrain. O mică oglindă secundară este montată în spatele lentilei corective, iar imaginea este formată direct în spatele oglinzii primare, care are un mic orificiu central.

Dificultatea de a crea lentile corective mari limitează utilizarea profesională a unui astfel de telescop, dar telescoapele Maksutov, care au un tub compact și un câmp vizual larg cu un raport focal scăzut, sunt populare printre astronomii amatori.

În funcție de direcția fasciculului de ieșire, modificările acestui sistem diferă: Maksutov-Cassegrain și Maksutov-Newton.

Telescopul Schmidt-Cassegrain (1940, 1942)

Un design de telescop optic care combină caracteristicile unei camere Schmidt și ale unui reflector Cassegrain. Sugerat de D.D. Baker (1940) și C.R. Mesteacăn (1942).

Acest telescop folosește o oglindă primară sferică și o placă de corecție pentru a compensa aberația sferică, similar cu camera Schmidt. Cu toate acestea, suportul plăcii fotografice de la focalizarea primară este înlocuit cu o mică oglindă secundară convexă, care reflectă lumina înapoi în tub printr-un orificiu din oglinda primară. Ca rezultat, puteți fie să vizualizați imaginea vizual, fie să instalați o cameră în tubul principal din spatele oglinzii primare.

Un telescop cu acest design se dovedește a fi foarte compact, ceea ce este deosebit de important pentru telescoape portabile și telescoape pentru amatori și scopuri educaționale generale.

Sistemul Paul-Baker (1935, 1945)

Designul optic al unui telescop reflectorizant are un câmp vizual excepțional de larg, cu o rezoluție bună. Utilizează o oglindă primară parabolică cu un raport focal de f/4 sau mai puțin, o oglindă secundară sferică convexă și o a treia oglindă sferică concavă a cărei curbură este egală, dar opusă ca semn cu cea a secundarului. Designul a fost propus de opticianul francez Maurice Paul în 1935 și independent de James Baker în jurul anului 1945.

Camera Baker-Nunn (1957)

Un tip de cameră Schmidt concepută pentru fotografiarea sateliților artificiali de pe Pământ.

Sistemul Baker-Schmidt

O modificare a camerei Schmidt, care folosește mijloace tehnice propuse de J.G. Baker pentru a elimina aberația și distorsiunea.

Telescopul Willstrop

Designul telescoapelor optice reflectorizante care oferă imagini bune cu un câmp vizual de 5° sau mai mare. Designul este o versiune modificată a sistemului Paul-Baker. Orificiul din oglinda primară are un diametru care este de 60% din diametrul întregii oglinzi, iar focalizarea se află în această gaură. Forma tuturor celor trei oglinzi diferă semnificativ de cele parabolice sau sferice. Avantajul designului lui Willstrop este că telescopul este mult mai compact decât camera Schmidt. In plus, nu produce imagini virtuale cauzate de reflexiile interne, ca in lentila corectiva a camerei Schmidt. Acest design face posibilă construirea unui telescop care ar fi mai puternic decât oricare dintre camerele Schmidt existente.

Telescopul Dobsonian (anii 1960-1970)

Un telescop reflectorizant ieftin, cu o deschidere mare și o configurație de altazimut simplă necontrolată. Designul său este convenabil pentru astronomii amatori, iar portabilitatea sa este deosebit de importantă. Telescopul este numit după autorul conceptului și al dezvoltărilor timpurii efectuate în anii 1960 și 1970, John Dobson de la Societatea Astronomilor Amatori din San Francisco. Tubul telescopului din lemn lipit este montat într-o cutie, care este montată pe o placă de bază și se poate roti în jurul unei axe verticale. Suportul semicircular cu opritoare în partea de sus a cutiei are toroane atașate pe părțile opuse ale țevii. Pentru a asigura o mișcare lină în jurul ambelor axe, se folosește teflon. Dobson a reușit, de asemenea, să arate că sticlă (care este mai subțire decât sticla oglindă folosită în mod obișnuit) poate fi folosită pentru a face o oglindă mare ieftină de bună calitate. Pentru a evita deformarea, oglinda subțire ar trebui să se așeze liber pe un covor sau un suport de cauciuc.

Telescoapele lui Galileo

În 1609, după ce a aflat despre inventarea telescopului de către opticii olandezi, Galileo a fabricat independent un telescop cu o lentilă plan-convexă și un ocular plan-concav, care asigura o mărire de trei ori. După ceva timp, el a fabricat telescoape cu măriri de 8 și 30 de ori.

În 1609, după ce a început observațiile cu un telescop, Galileo a descoperit pe Lună pete întunecate, pe care le-a numit mări, munți și lanțuri muntoase. Pe 7 ianuarie 1610, a descoperit patru sateliți ai planetei Jupiter și a stabilit că Calea Lactee este un grup de stele. Aceste descoperiri au fost descrise de el în eseul „The Starry Messenger, Revealing Great and Extremely Amazing Sights...” (publicat la 12 martie 1610).

Puterea de rezoluție (rezoluția) a telescopului

Acest parametru caracterizează capacitatea telescop distingeți mici detalii în obiectele extinse (de exemplu, pe discurile Lunii și planetelor) și separați obiectele punctiforme aflate în apropiere - stele. Rezoluția depinde direct de diametrul lentilei telescopului: dacă diafragma este dublată, puterea de rezoluție se va dubla și ea.

Al doilea factor care afectează rezoluția este calitatea lentilelor și a suprafețelor oglinzilor. Erori de fabricație a opticii, asamblare și aliniere necorespunzătoare, defecte de sticlă, zgârieturi, praf și murdărie pe suprafața elementelor optice - toate acestea devin o sursă de deteriorare a rezoluției telescop.

Când observați obiecte extinse, cum ar fi Luna și planetele, împreună cu mărirea telescop creştere dimensiune aparentă Imagini. În schimb, obiectele punctiforme (stelele) la măriri mari iau forma unor discuri înconjurate de mai multe inele concentrice cu luminozitate în scădere. Acest model, numit difracție, se datorează naturii ondulatorii a luminii. Diametrul discului central, numit cercul lui Airy, este invers proporțional cu deschiderea telescop.

Deoarece imaginea adevărată a stelei este îngropată în discul Airy, în practică, separarea unei stele binare apropiate se rezumă la a privi modelul de difracție al sistemului în încercarea de a distinge între discurile Airy ale celor două stele strâns distanțate. Dacă presupunem că ambele componente ale sistemului binar au aceeași luminozitate, atunci distanța unghiulară minimă (în secunde de arc) la care aceste stele pot fi încă separate într-un anumit telescop se calculează prin formula: 116 "/D, unde D este diametrul lentilei telescopîn milimetri. Această formulă de rezolvare a puterii se numește limita Dawes, după numele astronomului englez care a obținut-o în secolul al XIX-lea. Valori teoretice ale rezoluției pentru telescoape diferite diametre sunt date în tabelul rezumativ.

Puterea de penetrare a telescopului

Aceasta este magnitudinea minimă a stelelor, nebuloaselor și galaxiilor care pot fi distinse folosind acest telescop.

Puterea de penetrare a unui telescop depinde de doi indicatori:

Astroclimat. Acesta este un complex de următoarele caracteristici ale atmosferei: forța vântului, schimbările de temperatură și umiditatea aerului, transparența atmosferei și multe altele.

Locația de instalare a telescopului este, de asemenea, una dintre cele mai importante condiții care afectează capacitatea de penetrare a telescoapelor. Dacă instalați un telescop într-o zonă joasă, să zicem la sau sub nivelul mării, puterea de penetrare va fi foarte scăzută. Cu cât terenul pe care este instalat telescopul este mai mare, cu atât puterea sa de penetrare va fi mai mare.

Penetrare telescop caracterizat prin magnitudinea maximă a celor mai slabe stele care pot fi văzute cu un instrument dat în condiții ideale de cer întunecat. Mărimea limită (m) pentru telescop, al cărui diametru al lentilei este egal cu D în milimetri, poate fi estimat aproximativ folosind următoarea formulă: m = 2,5 + 5 lg D.

Acoperirea opticii permite creșterea capacității de penetrare telescop, în timp ce praful și murdăria de pe optică o reduc.

Diafragma telescopului

Acest parametru este caracterizat de raportul dintre diametrul lentilei și distanța sa focală (D/f). Această valoare se numește deschidere relativă și se scrie sub formă de fracție: 1:5, 1:7, 1:10, 1:15... În literatura engleză se folosește mai des valoarea inversă - distanța focală relativă (f/D ), care este scrisă și sub formă de fracție: f/5, f/7, f/10, f/15... Cu cât diafragma obiectivului este mai mare telescop(sau invers: cu cât este mai mic raportul dintre distanța focală și diametrul lentilei), cu atât deschiderea acesteia este mai mare.

Deschidere telescop, în primul rând, este important pentru determinarea adecvării sale în scopuri fotografice - un instrument mai rapid vă va permite să luați viteze mai mici ale obturatorului atunci când fotografiați obiecte astronomice slabe. Un alt avantaj al instrumentelor cu deschidere mare este că sunt mai compacte decât instrumentele convenționale (datorită unei distanțe focale mai mici) și sunt, de asemenea, mai potrivite pentru observații la măriri mici (din același motiv). Pe de altă parte, instrumentele cu deschidere mare sunt mai dificil de fabricat și de aliniat și sunt mai susceptibile la diferite aberații optice.

Diametrul lentilei, mm	Interval de mărire, timpi	Rezoluție,"	Puterea de penetrare, sunet LED
60	10 - 120	1.93	11.4
70	12 - 140	1.66	11.7
80	13 - 160	1.45	12
90	15 - 180	1.29	12.3
100	17 - 200	1.16	12.5
110	18 - 220	1.05	12.7
120	20 - 240	0.97	12.9
130	22 - 260	0.89	13.1
150	25 - 300	0.77	13.4
200	33 - 400	0.58	14
250	42 - 500	0.46	14.5
300	50 - 600	0.39	14.9

Ce telescop să alegi

Un școlar de 8-10 ani care este interesat de stele i se poate oferi un telescop refractor ieftin și ușor de utilizat dintr-o serie specială pentru copii cu o deschidere de 70 mm sau mai mult pe o montură azimutală. Și un adaptor suplimentar pentru cameră îi va permite să facă poze frumoase ale Lunii și ale obiectelor de la sol.
Pentru un cercetător începător al cerului nocturn care trăiește în oraș, este mai bine să cumpărați un refractor cu focalizare scurtă cu o deschidere de 70-90 mm pe un suport azimutal. Dacă aveți ocazia să observați stele undeva „în câmp”, puteți alege un reflector de 110-250 mm cu o montură Dobsonian inclusă.
Dacă visul tău este să studiezi galaxiile și nebuloasele îndepărtate, achiziționează un reflector cu un diametru al lentilei de 250 mm sau mai mult, echipat cu un suport azimutal.
Călătorii sau cei care intenționează să își transporte frecvent telescopul vor avea nevoie de o unitate de lentile reflex ușoară și fiabilă, echipată cu un sistem Dobsonian sau un suport azimut.
Astrofotografii experimentați nu se pot lipsi de un telescop catadioptric cu o deschidere maximă (400 mm) și o focalizare lungă de 1000 mm. Este mai bine să alegeți o montură ecuatorială cu o acționare automată.

Cât costă un telescop?

1. Un refractor pe o montură azimutală poate fi achiziționat la un preț de la 3.500 la 25.000 de ruble. Costul va depinde de caracteristicile tehnice ale opticii și de funcționalitatea dispozitivului.

2. Reflector de oglindă pe un stand ecuatorial vă va costa de la 14 la 55 de mii de ruble.

3. Pentru un catadioptric profesionist și puternic va trebui să plătiți 18-130 mii.

> Tipuri de telescoape

Toate telescoapele optice sunt grupate în funcție de tipul de element de adunare a luminii în oglindă, lentilă și combinate. Fiecare tip de telescop are propriile avantaje și dezavantaje, prin urmare, atunci când alegeți optica, trebuie să luați în considerare următorii factori: condiții și scopuri de observare, cerințe de greutate și mobilitate, preț, nivel de aberație. Să caracterizăm cele mai populare tipuri de telescoape.

Refractoare (telescoape cu lentile)

Refractori Acestea sunt primele telescoape inventate de om. Într-un astfel de telescop, o lentilă biconvexă, care acționează ca un obiectiv, este responsabilă de colectarea luminii. Acțiunea sa se bazează pe principala proprietate a lentilelor convexe - refracția razelor de lumină și colectarea lor la focalizare. De aici și numele - refractori (din latinescul refract - a refract).

A fost creat în 1609. A folosit două lentile pentru a colecta cantitatea maximă de lumină stelară. Prima lentilă, care acționa ca o lentilă, era convexă și servea la colectarea și focalizarea luminii la o anumită distanță. A doua lentilă, jucând rolul unui ocular, era concavă și era folosită pentru a transforma fasciculul de lumină convergent într-unul paralel. Folosind sistemul Galileian, este posibil să se obțină o imagine directă, neinversată, a cărei calitate este foarte afectată de aberația cromatică. Efectul aberației cromatice poate fi văzut ca o colorare falsă a detaliilor și a marginilor unui obiect.

refractor Kepler- un sistem mai avansat care a fost creat în 1611. Aici a fost folosită ca ocular o lentilă convexă, în care focalizarea frontală a fost combinată cu focalizarea din spate a obiectivului. Drept urmare, imaginea finală a fost cu susul în jos, ceea ce nu este important pentru cercetările astronomice. Principalul avantaj al noului sistem este capacitatea de a instala o grilă de măsurare în interiorul conductei la punctul focal.

Acest design a fost caracterizat și de aberația cromatică, dar efectul putea fi neutralizat prin creșterea distanței focale. De aceea, telescoapele din acea vreme aveau o distanță focală uriașă cu un tub de dimensiunea adecvată, ceea ce a cauzat dificultăți serioase la efectuarea cercetărilor astronomice.

La începutul secolului al XVIII-lea a apărut, care este popular și astăzi. Lentila acestui dispozitiv este realizată din două lentile din diferite tipuri de sticlă. Un obiectiv este convergent, al doilea este divergent. Această structură poate reduce semnificativ aberația cromatică și sferică. Și corpul telescopului rămâne foarte compact. Astăzi au fost creați refractori apocromatici în care influența aberației cromatice este redusă la minimum posibil.

Avantajele refractorilor:

Design simplu, ușurință în operare, fiabilitate;
Stabilizare termică rapidă;
Nesolicitant față de serviciul profesional;
Ideal pentru explorarea planetelor, a Lunii, a stelelor duble;
Redare excelentă a culorii în versiunea apocromatică, bună în versiunea acromatică;
Sistem fara ecranare centrala fata de oglinda diagonala sau secundara. De aici contrastul ridicat al imaginii;
Fără flux de aer în conductă, protejând optica de murdărie și praf;
Design de lentilă dintr-o singură bucată care nu necesită ajustări din partea astronomului.

Dezavantajele refractorilor:

Preț mare;
Greutate și dimensiuni mari;
Diametru mic de deschidere practic;
Limitări în studiul obiectelor slabe și mici din spațiul adânc.

* Când comandați un telescop, scrieți „website” în comentarii și primiți o reducere de 3%.

Numele telescoapelor cu oglindă - reflectoare provine din cuvântul latin reflectio - a reflecta. Acest dispozitiv este un telescop cu o lentilă, care servește ca o oglindă concavă. Sarcina sa este de a colecta lumina stelelor într-un singur punct. Prin plasarea ocularului în acest punct, puteți vedea imaginea.

Unul dintre primele reflectoare ( Telescopul Gregory) a fost inventat în 1663. Acest telescop cu oglindă parabolică era complet lipsit de aberații cromatice și sferice. Lumina colectată de oglindă era reflectată de o mică oglindă ovală, care era fixată în fața celei principale, în care era un mic orificiu pentru ieșirea fasciculului de lumină.

Newton a fost complet dezamăgit de telescoapele cu refracție, așa că una dintre principalele sale dezvoltări a fost un telescop reflectorizant, creat pe baza unei oglinzi primare metalice. Reflecta lumina de diferite lungimi de undă în mod egal, iar forma sferică a oglinzii a făcut dispozitivul mai accesibil chiar și pentru auto-producție.

În 1672, astronomul Laurent Cassegrain a propus un design pentru un telescop care să semene cu faimosul reflector al lui Gregory. Dar modelul îmbunătățit a avut mai multe diferențe serioase, principala fiind o oglindă secundară hiperbolică convexă, ceea ce a făcut telescopul mai compact și a minimizat ecranarea centrală. Cu toate acestea, reflectorul tradițional Cassegrain s-a dovedit a fi low-tech pentru producția de masă. Oglinzile cu suprafețe complexe și aberația de comă necorectată sunt principalele motive pentru această nepopularitate. Cu toate acestea, modificările acestui telescop sunt folosite astăzi în întreaga lume. De exemplu, telescopul Ritchie-Chretien și o mulțime de instrumente optice bazate pe sistem Schmidt-Cassegrain și Maksutov-Cassegrain.

Astăzi, numele „reflector” este înțeles în mod obișnuit ca un telescop newtonian. Principalele sale caracteristici sunt un mic aberație sferică, absența oricărui cromatism, precum și non-izoplanatism - o manifestare de comă aproape de axă, care este asociată cu inegalitatea zonelor inelare individuale ale deschiderii. Din această cauză, steaua dintr-un telescop nu arată ca un cerc, ci ca un fel de proiecție a unui con. În același timp, partea sa rotundă tocită este întoarsă din centru în lateral, iar partea ascuțită este întoarsă, dimpotrivă, spre centru. Pentru a corecta efectul de comă, se folosesc corectoare de lentile, care trebuie fixate în fața camerei sau a ocularului.

„Newtonii” sunt adesea executați pe o montură Dobsonian, care este practică și compactă ca dimensiune. Acest lucru face ca telescopul să fie un dispozitiv foarte portabil, în ciuda dimensiunii diafragmei.

Avantajele reflectoarelor:

Preț accesibil;

Mobilitate și compactitate;
Eficiență ridicată la observarea obiectelor slabe din spațiul profund: nebuloase, galaxii, grupuri de stele;

Luminozitate și claritate maximă a imaginilor cu distorsiuni minime.

Aberația cromatică este redusă la zero.

Dezavantajele reflectoarelor:

Întinderea oglinzii secundare, ecranare centrală. De aici contrastul scăzut al imaginii;
Stabilizarea termică a unei oglinzi mari de sticlă durează mult timp;
O țeavă deschisă fără protecție împotriva căldurii și prafului. De aici calitatea scăzută a imaginii;
Colimarea și alinierea regulate sunt necesare și se pot pierde în timpul utilizării sau transportului.

Telescoapele catadioptrice folosesc atât oglinzi, cât și lentile pentru a corecta aberațiile și pentru a construi o imagine. Două tipuri de astfel de telescoape sunt cele mai solicitate astăzi: Schmidt-Cassegrain și Maksutov-Cassegrain.

Proiectarea instrumentelor Schmidt-Cassegrain(SHK) constă din oglinzi primare și secundare sferice. În acest caz, aberația sferică este corectată de o placă Schmidt cu deschidere completă, care este instalată la intrarea în conductă. Cu toate acestea, unele aberații reziduale rămân aici sub formă de comă și curbură a câmpului. Corectarea lor este posibilă folosind corectori de lentile, care sunt deosebit de relevanți în astrofotografie.

Principalele avantaje ale dispozitivelor de acest tip se referă la greutatea minimă și un tub scurt, menținând în același timp un diametru de deschidere și o distanță focală impresionante. În același timp, aceste modele nu se caracterizează prin întinderea montării oglinzii secundare, iar designul special al țevii împiedică pătrunderea aerului și a prafului în interior.

Dezvoltarea sistemului Maksutov-Cassegrain(MK) aparține inginerului optic sovietic D. Maksutov. Designul unui astfel de telescop este echipat cu oglinzi sferice și un corector de lentile cu deschidere completă, al cărui rol este o lentilă convex-concavă - un menisc, este responsabil pentru corectarea aberațiilor. De aceea, un astfel de echipament optic este adesea numit reflector de menisc.

Avantajele MC includ capacitatea de a corecta aproape orice aberație prin selectarea parametrilor principali. Singura excepție este aberația sferică de ordin superior. Toate acestea fac schema populară în rândul producătorilor și pasionaților de astronomie.

Într-adevăr, toate celelalte lucruri fiind egale, sistemul MK oferă imagini mai bune și mai clare decât schema ShK. Cu toate acestea, telescoapele MK mai mari au o perioadă mai lungă de stabilizare termică, deoarece un menisc gros își pierde temperatura mult mai lent. În plus, MK-urile sunt mai sensibile la rigiditatea monturii corectoare, astfel încât designul telescopului este mai greu. Acest lucru este asociat cu popularitatea ridicată a sistemelor MK cu deschideri mici și medii și a sistemelor ShK cu deschideri medii și mari.

În plus, au fost dezvoltate sisteme catadioptrice Maksutov-Newton și Schmidt-Newton, al căror design a fost creat special pentru a corecta aberațiile. Au păstrat dimensiunile newtoniene, dar greutatea lor a crescut semnificativ. Acest lucru este valabil mai ales pentru corectorii de menisc.

Avantaje

Versatilitate. Poate fi folosit atât pentru observații la sol, cât și pentru observații spațiale;
Nivel crescut de corectare a aberațiilor;
Protecție împotriva curgerilor de praf și căldură;
Dimensiuni compacte;
Preț accesibil.

Defectetelescoape catadioptrice:

Perioada lungă de stabilizare termică, care este deosebit de importantă pentru telescoapele cu corector de menisc;
Complexitatea designului, care provoacă dificultăți în timpul instalării și auto-ajustării.

Telescoape - tipuri și design.

Scopul principal al telescoapelor este de a colecta cât mai multă radiație de la un corp ceresc. Acest lucru vă permite să vedeți obiecte slabe. În al doilea rând, telescoapele sunt folosite pentru a vedea obiectele dintr-un unghi mare sau, după cum se spune, pentru a mări. Rezolvarea detaliilor mici este al treilea scop al telescoapelor. Cantitatea de lumină pe care o colectează și rezoluția disponibilă a detaliilor depind în mare măsură de zona părții principale a telescopului - lentila acestuia. Lentilele vin în oglindă și tipuri de lentile.

Telescoape cu lentile.

Lentilele, într-un fel sau altul, sunt întotdeauna folosite într-un telescop. Dar în telescoapele cu refracție, lentila este partea principală a telescopului - obiectivul său. Să ne amintim că refracția este refracția. O lentilă refractă razele de lumină și le colectează într-un punct numit punctul focal al lentilei. În acest moment, se construiește o imagine a obiectului de studiu. Pentru a-l vizualiza, utilizați o a doua lentilă - un ocular. Este plasat astfel încât focalizările ocularului și ale lentilei să coincidă. Deoarece vederea oamenilor este diferită, ocularul este mobil, astfel încât să fie posibilă obținerea unei imagini clare. Numim asta ascuțire. Toate telescoapele au caracteristici neplăcute - aberații. Aberațiile sunt distorsiuni care apar atunci când trece lumina sistem optic telescop. Principalele aberații sunt asociate cu imperfecțiunea lentilei. Telescoapele cu lentile (și telescoapele în general) suferă de mai multe aberații. Să numim doar două dintre ele. Prima se datorează faptului că razele de lungimi de undă diferite sunt refractate ușor diferit. Din acest motiv, există o focalizare pentru razele albastre, iar alta pentru razele roșii, situată mai departe de lentilă. Razele de alte lungimi de undă sunt colectate fiecare în locul lor între aceste două focare. Drept urmare, vedem imagini de obiecte de culoarea curcubeului. Această aberație se numește cromatică. A doua aberație puternică este aberația sferică. Se datorează faptului că o lentilă, a cărei suprafață face parte dintr-o sferă, nu colectează de fapt toate razele la un moment dat. Razele care vin la distanțe diferite de centrul lentilei sunt colectate în puncte diferite, motiv pentru care imaginea se dovedește neclară. Această aberație nu ar exista dacă lentila ar avea o suprafață paraboloidă, dar o astfel de piesă este dificil de fabricat. Pentru a reduce aberațiile, sunt realizate sisteme complexe, nu cu două lentile. Sunt introduse piese suplimentare pentru a corecta aberațiile lentilelor. Telescopul Observatorului Yerkes, cu o lentilă de 102 centimetri în diametru, ține mult timp în fruntea telescoapelor cu lentile.

Telescoape cu oglindă.

La telescoapele cu oglindă simple, telescoapele reflectorizante, lentila este o oglindă sferică care colectează razele luminoase și le reflectă cu ajutorul unei oglinzi suplimentare către ocular - lentila la focalizarea căreia este construită imaginea. Reflexul este reflexia. Telescoapele cu oglindă nu suferă de aberații cromatice, deoarece lumina din lentilă nu este refractă. Dar reflectoarele au o aberație sferică mai pronunțată, care, apropo, limitează foarte mult câmpul de vedere al telescopului. Telescoapele cu oglindă folosesc, de asemenea, structuri complexe, suprafețe de oglindă altele decât cele sferice și așa mai departe.

Telescoapele cu oglindă sunt mai ușor și mai ieftin de făcut. De aceea, producția lor s-a dezvoltat rapid în ultimele decenii, în timp ce telescoape noi cu lentile mari nu au fost fabricate de foarte mult timp. Cel mai mare telescop reflectorizant are o lentilă complexă multi-oglindă, echivalentă cu o oglindă întreagă cu un diametru de 11 metri. Cel mai mare obiectiv SLR monolitic măsoară puțin peste 8 metri. Cel mai mare telescop optic din Rusia este telescopul reflectorizant de 6 metri BTA (Big Azimuth Telescope). Telescop pentru o lungă perioadă de timp a fost cel mai mare din lume.

Caracteristicile telescoapelor.

Mărirea telescopului. Mărirea unui telescop este egală cu raportul dintre distanțe focale ale lentilei și ocularului. Dacă, de exemplu, distanța focală a lentilei este de doi metri și ocularul este de 5 cm, atunci mărirea unui astfel de telescop va fi de 40 de ori. Dacă schimbați ocularul, puteți schimba mărirea. Asta fac astronomii, la urma urmei, chiar nu poți schimba o lentilă uriașă?!

Pupila de ieșire. Imaginea pe care ocularul o creează pentru ochi poate fi, în general, fie mai mare decât pupila ochiului, fie mai mică. Dacă imaginea este mai mare, atunci o parte din lumină nu va ajunge la ochi, astfel telescopul nu va fi folosit la 100%. Această imagine se numește pupilă de ieșire și se calculează prin formula: p=D:W, unde p este pupila de ieșire, D este diametrul lentilei și W este mărirea telescopului cu un ocular dat. Dacă luăm dimensiunea pupilei ochiului ca fiind de 5 mm, atunci este ușor să calculăm mărirea minimă care este rezonabilă de utilizat cu o anumită lentilă de telescop. Să obținem această limită pentru un obiectiv de 15 cm: 30x.

Rezoluția telescopului

Deoarece lumina este o undă, iar undele sunt caracterizate nu numai prin refracție, ci și prin difracție, nici măcar cel mai avansat telescop nu poate imaginea o stea punctuală sub forma unui punct. O imagine ideală a unei stele arată ca un disc cu mai multe inele concentrice (cu un centru comun), care se numesc inele de difracție. Dimensiunea discului de difracție limitează rezoluția telescopului. Tot ceea ce acoperă acest disc nu poate fi văzut cu acest telescop. Dimensiunea unghiulară a discului de difracție în secunde de arc pentru un telescop dat este determinată dintr-un raport simplu: r=14/D, unde diametrul D al lentilei este măsurat în centimetri. Telescopul de cincisprezece centimetri menționat chiar mai sus are o rezoluție maximă de puțin sub o secundă. Din formula rezultă că rezoluția unui telescop depinde în întregime de diametrul lentilei sale. Acesta este un alt motiv pentru a construi telescoape cât mai mari posibil.

gaură relativă. Raportul dintre diametrul lentilei și distanța sa focală se numește deschidere relativă. Acest parametru determină raportul de deschidere al telescopului, adică, aproximativ vorbind, capacitatea sa de a afișa obiecte ca fiind strălucitoare. Lentilele cu o deschidere relativă de 1:2 – 1:6 se numesc lentile rapide. Sunt folosite pentru a fotografia obiecte cu luminozitate slabă, cum ar fi nebuloase.

Telescop fără ochi.

Una dintre cele mai nesigure părți ale unui telescop a fost întotdeauna ochiul observatorului. Fiecare om are propriul ochi, cu propriile sale caracteristici. Un ochi vede mai mult, celălalt - mai puțin. Fiecare ochi vede culorile diferit. Ochiul uman și memoria sa nu sunt capabile să păstreze întreaga imagine oferită pentru contemplare de un telescop. Prin urmare, de îndată ce a devenit posibil, astronomii au început să înlocuiască ochiul cu instrumente. Dacă conectați o cameră în loc de un ocular, imaginea obținută de obiectiv poate fi surprinsă pe o placă fotografică sau pe film. Placa fotografică este capabilă să acumuleze radiații luminoase, iar acesta este avantajul său incontestabil și important față de ochiul uman. Fotografiile cu expunere lungă pot afișa incomparabil mai mult decât poate vedea o persoană prin același telescop. Și, desigur, fotografia va rămâne ca un document la care se poate face referire în mod repetat în viitor. Chiar mai mult mijloace moderne sunt camere CCD cu cuplare de încărcare polară. Acestea sunt microcircuite fotosensibile care înlocuiesc o placă fotografică și transferă informațiile acumulate pe un computer, după care pot face o nouă fotografie. Spectrele stelelor și ale altor obiecte sunt studiate folosind spectrografe și spectrometre atașate la telescop. Niciun ochi nu este capabil să distingă culorile atât de clar și să măsoare distanțele dintre liniile din spectru, așa cum fac cu ușurință dispozitivele menționate mai sus, care salvează și imaginea spectrului și caracteristicile sale pentru studii ulterioare. În cele din urmă, nicio persoană nu poate privi prin două telescoape în același timp cu un ochi. Sisteme moderne a două sau mai multe telescoape, unite de un computer și distanțate, uneori la distanțe de zeci de metri, fac posibilă obținerea unor rezoluții uimitor de înalte. Astfel de sisteme se numesc interferometre. Un exemplu de sistem de 4 telescoape este VLT. Nu este o coincidență că am combinat patru tipuri de telescoape într-o singură subsecțiune. Atmosfera Pământului transmite fără tragere de inimă lungimile de undă corespunzătoare ale undelor electromagnetice, astfel încât telescoapele care studiază cerul în aceste intervale tind să fie duse în spațiu. Dezvoltarea ramurilor ultraviolete, raze X, gamma și infraroșu ale astronomiei este direct legată de dezvoltarea astronauticii.

Radiotelescoape.

Lentila unui radiotelescop este cel mai adesea un bol metalic în formă de paraboloid. Semnalul colectat de acesta este recepționat de o antenă situată la focalizarea lentilei. Antena este conectată la un computer, care de obicei procesează toate informațiile, construind imagini în culori false. Un radiotelescop, ca un radioreceptor, poate primi doar o anumită lungime de undă la un moment dat. În cartea lui B. A. Vorontsov-Velyaminov „Eseuri despre univers” există o ilustrație foarte interesantă care este direct legată de subiectul conversației noastre. La un observator, oaspeții au fost rugați să vină la o masă și să ia o bucată de hârtie din ea. Persoana a luat o bucată de hârtie și pe spate a citit ceva de genul următor: „Luând această bucată de hârtie, ai cheltuit mai multă energie decât a primit toate radiotelescoapele din lume pe parcursul întregii existențe a radioastronomiei”. Dacă citiți această secțiune (și ar trebui), atunci vă puteți aminti că undele radio au cele mai lungi lungimi de undă dintre toate tipurile de radiații electromagnetice. Aceasta înseamnă că fotonii corespunzători undelor radio transportă foarte puțină energie. Pentru a colecta o cantitate acceptabilă de informații despre stele în raze radio, astronomii construiesc telescoape uriașe. Sute de metri – aceasta este piatra nu atât de surprinzătoare pentru diametrele lentilelor care a fost atinsă de știința modernă. Din fericire, totul în lume este interconectat. Construcția unor radiotelescoape gigantice nu implică aceleași dificultăți în prelucrarea suprafeței lentilelor care sunt inevitabile în construcția telescoapelor optice. Erorile admise ale suprafeței sunt proporționale cu lungimea de undă, prin urmare, uneori, bolurile metalice ale radiotelescoapelor nu sunt o suprafață netedă, ci pur și simplu un grătar, iar acest lucru nu afectează în niciun fel calitatea recepției. Lungimea de undă mare face, de asemenea, posibilă construirea unor sisteme mari de interferometre. Uneori, telescoape de pe diferite continente participă la astfel de proiecte. Proiectele includ interferometri la scară spațială. Dacă vor deveni realitate, radioastronomia va atinge limite fără precedent în rezolvarea obiectelor cerești. Pe lângă colectarea energiei emise de corpurile cerești, radiotelescoapele pot „ilumina” suprafața corpurilor sistemului solar cu raze radio. Un semnal trimis, să zicem, de la Pământ către Lună, va fi reflectat de pe suprafața satelitului nostru și va fi recepționat de același telescop care a trimis semnalul. Această metodă de cercetare se numește radar. Puteți învăța multe folosind radarul. Pentru prima dată, astronomii au aflat că Mercur se rotește în jurul axei sale exact în acest fel. Distanța până la obiecte, viteza de mișcare și rotație a acestora, relieful lor, câteva date despre compoziție chimică suprafețe - aceasta este informația importantă care poate fi determinată prin metode radar. Cel mai ambițios exemplu de astfel de cercetări este cartografierea completă a suprafeței lui Venus, realizată de nava spațială Magellan la începutul anilor 80 și 90. După cum probabil știți, această planetă își ascunde suprafața de ochiul uman în spatele unei atmosfere dense. Undele radio trec prin nori fără piedici. Acum știm despre topografia lui Venus mai bine decât despre topografia Pământului (!), deoarece pe Pământ pătura oceanelor împiedică studiul celei mai mari suprafețe solide a planetei noastre. Din păcate, viteza de propagare a undelor radio este mare, dar nu nelimitată. În plus, odată cu distanța radiotelescopului de obiect, dispersia semnalului transmis și reflectat crește. La distanța Jupiter-Pământ, este deja dificil să primiți un semnal. Radarul este, după standardele astronomice, o armă de corp la corp.

Telescoape cu infraroșu.

Undele infraroșii sunt căldură. Pentru a înregistra căldura obiectelor foarte îndepărtate, este necesar să izolați dispozitivul receptor de radiația întregii călduri generate de obiectele din apropiere, inclusiv telescopul însuși. Astăzi, instrumentele pentru măsurarea razelor infraroșii sunt plasate în vid și răcite cu heliu lichid. Cum funcționează aceste dispozitive? Imaginează-ți o foaie subțire de folie prin care trece un curent. Dacă temperatura foliei se modifică, rezistența metalului se va modifica și, în consecință, curentul prin aceasta. Măsurând curentul, puteți determina gradul de încălzire al foliei. Acesta este principiul. Doar suprafața foliei, pe care sunt concentrate razele de la obiect, este neagră, astfel încât să absoarbă mai bine căldura. Am vorbit deja despre răcirea întregului dispozitiv.

Telescoapele cu infraroșu nu au capacitatea telescoapelor optice de a percepe simultan toate lungimile de undă ale intervalului. Dispozitivul este de obicei sensibil la anumite regiuni înguste ale spectrului. În acest fel, telescoapele în infraroșu sunt similare cu radiotelescoapele, primind semnale la o singură lungime de undă. De asemenea, este similar cu construirea unei imagini a unui obiect în raze invizibile pentru ochi în culori false. Adesea, în fotografiile cu infraroșu, nuanțele de roșu sunt folosite pentru a caracteriza intensitatea radiației unei anumite părți a imaginii. Prin urmare, dacă vezi o fotografie în care roșul este prezent din abundență, știi: cel mai probabil, această fotografie a fost făcută în raze termice. Același telescop poate fi atât optic, cât și în infraroșu timp diferit. Un exemplu este Telescopul Hubble. În multe privințe, designul telescoapelor cu infraroșu în sine este similar cu designul telescoapelor cu oglindă optică. Majoritatea razele termice pot fi reflectate de o lentilă telescopică convențională și focalizate într-un punct, unde este plasat un dispozitiv care măsoară căldura. Există și filtre în infraroșu care transmit doar raze de căldură. Fotografia are loc cu astfel de filtre.

Telescoape ultraviolete.

Filmul fotografic, mai ales dacă este realizat special în acest scop, poate fi, de asemenea, expus la razele ultraviolete. Prin urmare, nu există nicio problemă fundamentală în fotografiarea imaginilor ultraviolete. În plus, într-o parte semnificativă a gamei ultraviolete, este posibil să primiți sisteme cu o lentilă oglindă și un dispozitiv de înregistrare. Telescoapele ultraviolete sunt similare ca design cu telescoapele în infraroșu sau optice. Utilizarea filtrelor face posibilă izolarea radiațiilor din anumite părți ale gamei. Fotonii cu lungimi de undă scurte (mai puțin de 2.000 A) sunt deja înregistrați folosind metode similare cu înregistrarea radiații cu raze X.

Telescoape cu raze X.

Fotonii de înaltă energie, care includ fotonii undelor de raze X, pătrund deja în toate tipurile de sisteme de lentile de oglindă. Înregistrarea unor astfel de unde se încadrează în capacitățile contoarelor particule elementare, cum ar fi un contor Geiger. O particulă care intră într-un astfel de dispozitiv provoacă un impuls de curent pe termen scurt, care este înregistrat. Astronomii s-au confruntat cu probleme foarte mari pentru a obține o rezoluție ridicată a telescopului, în ciuda complexității procesului de înregistrare a fluxurilor mari de fotoni de raze X. Dar astăzi rezoluția telescoapelor cu raze X nu mai atinge câteva grade, așa cum era înainte, ci doar 1’.

Telescoape cu raze gamma.

Fotonii cu raze gamma sunt chiar mai energici decât fotonii cu raze X. De asemenea, sunt înregistrate prin dispozitive speciale de contor, doar cu un design diferit. Din păcate, rezoluția telescoapelor cu raze gamma nu depășește două sau trei grade. Telescoapele cu raze gamma înregistrează astăzi chiar prezența și direcția aproximativă a așa-numitelor erupții cu raze gamma - explozii puternice de radiații gama, ale căror cauze nu au fost încă găsite. Observarea simultană a erupției cu două sau trei telescoape cu raze gamma permite unuia să indice mai mult sau mai puțin precis locația erupției. Utilizarea combinată a telescoapelor cu raze gamma și a telescoapelor care primesc alte tipuri de radiații a ajutat în ultimii ani la identificarea unor explozii de raze gamma cu un anumit obiect vizibil.

Observațiile sunt dimensiunile fundamentale ale astronomiei ca știință. Acestea sunt comparate cu datele și teoriile produse în laboratoare de astrofizicieni și alți oameni de știință fizică pentru a testa predicții demonstrabile.

Astronomii se află într-o poziție unică în rândul oamenilor de știință, prin aceea că nu pot efectua experimente direct pe subiecții lor de cercetare. Astronomii trebuie să aștepte ca fotonii (și acum alte forme de radiații neelectromagnetice) să călătorească prin Univers către Pământ și să fie văzuți de o persoană care folosește unul dintre dispozitive.

Cheia pentru a face descoperiri este să aveți telescopul potrivit în locul potrivit pentru a asista la acești fotoni și istoria lor.

În cea mai mare parte a istoriei omenirii, observațiile astronomice au fost făcute dincolo de ceea ce poate fi văzut cu ochii.
Câteva cunoștințe de bază despre telescoapele care există pentru astronomia fundamentală sau pentru observarea personală vor fi discutate în acest articol. Informații detaliate despre aceste dispozitive sunt concentrate la https://www.4glaza.ru/katalog/teleskopy/veber/

Unicitatea instrumentului de observare a obiectelor cerești

De mulți ani, telescoapele au fost folosite pentru a observa obiectele cerești. Aceste dispozitive pentru observarea obiectelor îndepărtate ne-au schimbat înțelegerea și cunoașterea obiectelor din Univers. Oamenii de știință și inginerii realizează noi dezvoltări bazate pe măsurarea parametrilor de lungime de undă proveniți de la obiectele cerești, cu o tehnologie îmbunătățită pentru crearea multor tipuri de telescoape.

Exista tipuri diferite Acest instrument variază de la cele optice de consum produse de Veber până la cele mai complexe cu raze X fabricate în beneficiul Administrației Aeronautice și Spațiale NASA, Agenției Spațiale Europene ESA sau Rusiei Roscosmos. Studierea în detaliu a diferitelor etape ale stelelor se poate face cu ajutorul acestor instrumente, care sunt folosite în scopuri specifice.

Acest articol va aborda problema ce sunt telescoapele, precum și funcțiile și scopurile lor pentru analiza semnalelor din Universul nostru.

Poveste

Încă din secolul al XVII-lea, dispozitivele de observare a cerului au devenit unul dintre instrumentele importante pentru identificarea fenomenelor neașteptate din Univers.

Controversa dintre astronomia geocentrică tradițională și cei care au favorizat sistemul heliocentric copernican a avut o influență majoră asupra descoperirii telescopului.

Inițial, invenția telescopului a fost un prototip al instrumentelor științifice moderne și nu o invenție a oamenilor de știință. Instrumentul le-a oferit oamenilor capacitatea de a observa lucruri pe care omenirea nu le-a mai văzut niciodată, sporind simțurile umane și cunoașterea obiectelor din spațiul cosmic. Maeștrii au creat un instrument pe care noi îl numim telescop. Utilizarea obiectelor convexe și concave pentru mărire și reducere este cunoscută încă din cele mai vechi timpuri.

În Occident, lentilele au devenit populare la sfârșitul secolului al XIII-lea. Galileo a fost primul care a folosit un instrument de refracție ca instrument pentru observarea planetelor, lunilor și stelelor în 1609. Galileo a folosit termenii greci „tele” cât de departe și „skopein” ca privire, pentru a denumi instrumente de observare a cerului. Galileo a dovedit că modelul heliocentric prezis al sistemului solar era corect. El a demonstrat că Venus a arătat un set complet de faze similare cu Luna. Descoperirea lui Galileo a dovedit, de asemenea, că modelul lui Ptolemeu era imposibil din observațiile sale.

Descoperirile lui Galileo ne-au schimbat înțelegerea universului prin observațiile sale făcute cu un telescop. În plus, noi obiecte pe cer au fost descoperite când Galileo a folosit un instrument optic pentru a dovedi vederea heliocentrică.

Tipuri de telescoape

Lungimile de undă sau radiațiile electromagnetice de la obiectele din Univers sunt diferite. Prin urmare, dispozitivele pentru monitorizarea obiectelor îndepărtate sunt clasificate după design. Ele vin în intervale optice, cu raze X, infraroșu, precum și radiotelescoape.

Optic

Telescoapele optice sunt cele mai comune, deoarece sunt utilizate în principal pentru a observa obiecte îndepărtate în porțiunea vizibilă a spectrului electromagnetic al luminii vizibile. Deoarece lumina vizibilă poate fi observată de pe Pământ, majoritatea telescoapelor optice pot fi montate pe sol.

Unele distorsiuni atmosferice pot face ca observațiile să fie inexacte pentru profesioniști.

Raze X

Radiațiile de la obiecte îndepărtate și lungimi de undă mai scurte sunt detectate folosind telescoape cu raze X situate pe nave spațiale. Locația lor pe nave spațiale se datorează faptului că atmosfera este opacă și, prin urmare, blochează orice raze gamma, raze X și lumina ultravioletă pot fi folosite doar în spațiu, așa că nu există telescoape cu raze X situate pe sol.

Radiotelescoape

Alte tipuri comune de telescoape care pot fi instalate pe Pământ sunt telescoapele radio, care sunt folosite pentru radioastronomie. Deoarece pot primi unde radio din Univers, antenele sunt deschise și relativ mari. Deoarece atmosfera nu blochează undele radio, un radiotelescop nu trebuie să fie montat deasupra atmosferei Pământului. Un radiotelescop poate fi folosit pentru a observa obiecte precum quasarii. Pentru a determina deplasarea cosmologică către roșu, quasarii și galaxiile pot fi studiate folosind spectroscopie. Acest lucru ajută la maparea structurii universului, deoarece deplasarea spre roșu este proporțională cu distanța.

Telescoapele optice și radio sunt adesea amplasate în munți sau în afara limitelor orașului, deoarece poluarea electromagnetică și luminoasă din orașe pot afecta rezultatele observațiilor.

Așadar, de exemplu, pentru a evita interferența cu observațiile utilizate de radiotelescoapele în terenul muntoasă din New Mexico, Statele Unite au construit o mulțime de radiotelescoape, care sunt folosite în principal pentru a observa discuri protoplanetare în jurul stelelor tinere și al găurilor negre. Acest complex de observare a Universului a fost creat special în afara orașelor pentru a evita influența în timpul observațiilor în timpul studiului multor obiecte astronomice.

Telescoape pe sateliți

Oamenii de știință au folosit telescoape de la sol pentru a vedea lumina vizibilă și undele radio de la stea.
Pentru a studia Universul la toate lungimile de undă și fără a estompa sau a întuneca atmosfera Pământului, oamenii de știință folosesc sateliți cu telescoape.

Multe obiecte situate pe diferite etape evoluțiile din Univers emit unde electromagnetice, astfel încât telescoapele de diferite tipuri pot oferi imagini ale acestor obiecte. Oamenii de știință pot studia undele radio de la stele tinere pentru a vedea nașterea stelelor sau moartea stelelor atunci când sunt folosite aparate cu raze X, deoarece aceste stele emit adesea raze X. Sistemele de la sol din această gamă introduc distorsiuni ale imaginii, făcând imposibilă studierea imaginilor la scară largă ale galaxiilor.

Observatorul Spațial Hubble din 1991 este un alt exemplu tipic, care poate studia în profunzime o zonă a cerului pentru a identifica galaxiile pe primele etape evolutia lor. Poate colecta imagini mai precise și detaliate fără distorsiuni atmosferice.

Un alt exemplu este Observatorul spațial Chandra al NASA din 1999. Observatorul Chandra a cartografiat gazul fierbinte din grupurile de galaxii și studiază găurile negre din Univers.

Observatorul Chandra a oferit un studiu detaliat al cerului cu raze X. Aceste date sunt folosite pentru a studia energia întunecată și materia întunecată. Deoarece energia întunecată și materia nu emit nicio radiație, dispozitivele de observare pot ajuta doar parțial în studiu, deoarece nu pot observa direct componentele întunecate ale Universului. Pentru a studia aceste obiecte, oamenii de știință au construit o serie de detectoare noi. Studierea energiei întunecate și a materiei întunecate poate fi posibilă prin combinarea acestor noi detectoare în combinație cu telescoape.

concluzii

În concluziile despre ce sunt telescoapele, putem observa diferitele tipuri ale acestui instrument, oferind numeroase modalități de a studia stelele, planetele și obiectele din Univers.

Există telescoape de la cele ieftine de acasă de la marca Veber până la cele mai complexe spațiale.

Au fost dezvoltate diferite tipuri de telescoape pentru a observa stelele la diferite lungimi de undă în întregul univers. Telescoapele au o varietate de aplicații funcționale în astronomie, deși unele obiecte, cum ar fi energia întunecată și materia întunecată, nu pot fi observate direct. Noile tehnologii în viitor vor crea dispozitive și instrumente mai bune pentru ca oamenii de știință să descopere obiecte necunoscute în Universul nostru.

Astfel, este prezentat un rezumat al telescoapelor care există pentru cercetare și descoperire în Univers pentru generațiile prezente și viitoare.