الأدوات الفلكية والملاحظات معهم. التلسكوبات البصرية - الأنواع والتصميم

من المثير للاهتمام بشكل لا يصدق مراقبة الجمال الأجرام السماويةوخاصة في الليل، عندما تكون النجوم والكواكب والمجرات المختلفة مفتوحة للرؤية. إذا كنت ترغب في الانضمام إلى أولئك الذين يحبون علم الفلك ورؤية كل النجوم، فأنت بحاجة إلى شراء تلسكوب. من أين نبدأ؟ كيفية اختيار التلسكوب للمبتدئين؟ للقيام بذلك، لا تحتاج إلى الكثير - أداة بصرية مناسبة، ومخطط النجوم والاهتمام المجنون بهذا العلم الغامض. ستتعرف اليوم على ماهية التلسكوب، وتفكر في أنواعه، وما هي المعلمات التي يجب الانتباه إليها عند اختيار جهاز يفتح لك العالم نجوم ساطعةوالأبراج.

الأسئلة الرئيسية

كيفية اختيار التلسكوب؟ قبل شراء التلسكوب، حاول أن تفهم ما تريد الحصول عليه من عملية الشراء هذه. ننصحك بإعداد قائمة بالأسئلة ومحاولة الإجابة عليها قبل التوجه إلى المتجر. من الضروري الإجابة على الأسئلة التالية:

• ما هي الأشياء التي تريد رؤيتها في السماء؟
• أين تخطط لاستخدام الجهاز - في المنزل أم في الخارج؟
• هل ترغب في متابعة التصوير الفلكي في المستقبل؟
• كم أنت على استعداد للإنفاق على هوايتك؟
• ما هي الأجرام السماوية التي ترغب في مشاهدتها - أقرب الكواكب النظام الشمسيأو المجرات والسدم الأكثر بعدا؟

من المهم جدًا إعطاء الإجابة الصحيحة على هذه الأسئلة. يكلف الجهاز الكثير من المال، وتحتاج إلى اتخاذ قرار صحيح بشأن طراز معين من أجل شراء تلسكوب يناسب تجربتك وتفضيلاتك الشخصية تمامًا.

مبدأ التشغيل وهيكل التلسكوب

يعد هذا الجهاز البصري جهازًا معقدًا إلى حد ما، حيث يمكنك من خلاله رؤية الأجسام البعيدة (الأرضية أو الفلكية) بمضاعفات. عدسة مكبرة. يتكون تصميمه من أنبوب، حيث توجد في أحد طرفيه (أقرب إلى السماء) عدسة مجمعة للضوء أو مرآة مقعرة - عدسة. ومن ناحية أخرى يوجد ما يسمى بالعدسة العينية التي من خلالها نرى الصورة البعيدة. سنتحدث عن التلسكوب الأفضل بعد قليل.

تم تجهيز تصميم التلسكوب بالمعدات الإضافية التالية:

• محرك بحث للكشف عن الأجسام الفلكية المحددة.
• مرشحات ضوئية تحجب الوهج القوي للأجرام السماوية.
• لوحات تصحيح أو مرايا قطرية قادرة على تدوير الصورة المرئية التي تنقلها العدسة "رأسا على عقب".

يمكن تجهيز التلسكوبات المخصصة للاستخدام المهني، والمجهزة بقدرات التصوير الفلكي والفيديو، بالمعدات التالية:

• نظام البحث جي بي اس.
• المعدات الإلكترونية المعقدة.
• محرك كهربائي.

أنواع التلسكوبات

الآن سوف نقدم لك الأنواع الرئيسية من الأجهزة البصرية، والتي تختلف عن بعضها البعض في نوع التصميم، ووجود المكونات والعناصر الإضافية.

الكاسرات (العدسة)

هذا النوعيمكن التعرف على التلسكوب بسهولة من خلال تصميمه البسيط الذي يشبه المنظار. تقع العدسة والعدسة العينية على نفس المحور، وينتقل الجسم المكبر عبر الطيف المباشر - تمامًا كما هو الحال في التلسكوبات الأولى التي تم إنتاجها منذ سنوات عديدة.

يمكن لهذه الأجهزة البصرية الانكسارية جمع الضوء المنعكس من الأجرام السماوية باستخدام 2-5 عدسات محدبة مكبرة تقع على طرفي هيكل أنبوب طويل.

كيفية اختيار التلسكوب لمحبي علم التنجيم؟

يعد جهاز العدسة مثاليًا للمبتدئين لمراقبة حياة الأجرام السماوية. توفر التلسكوبات ذات العدسات رؤية جيدة لكل من الأجسام الأرضية والسماوية خارج حدود نظامنا الشمسي. عند استخدام التلسكوب الكاسر، قد تلاحظ أنه عندما يفقد الضوء الذي تلتقطه العدسة وضوح الصورة، ومع التكبير المتكرر يمكن ملاحظة كائنات ضبابية قليلاً.

مهم! من الأفضل استخدام مثل هذا الجهاز في المناطق المفتوحة، ومن الناحية المثالية خارج المدينة، حيث لا توجد إضاءة السماء بأشعة غريبة.

مزايا:

• سهل الاستخدام ولا يتطلب صيانة إضافية باهظة الثمن.
• التصميم المحكم للجهاز يحمي الجهاز من الغبار والرطوبة.
• مقاومة للتغيرات في درجات الحرارة
• يمكنهم تقديم صورة واضحة ومشرقة للأجسام الفلكية القريبة.
• لديهم عمر خدمة طويل.

عيوب:

• كبير جدًا وثقيل (يصل وزن بعض التلسكوبات إلى 20 كجم).
• الحد الأقصى لقطر العدسة المكبرة هو 150 ملم.
• غير مناسب للملاحظات الحضرية.

اعتمادًا على نوع العدسات البصرية، تنقسم التلسكوبات إلى الأنواع التالية:

• لوني - مزود بتكبير بصري منخفض ومتوسط، ولكنه يعرض صورة مسطحة.
• أبوكروماتيك - إنتاج صورة محدبة، ولكن مع إزالة عيوب الكفاف الغامض وظهور طيف الضوء الثانوي.

عاكسات (مرآة)

كيفية اختيار التلسكوب للملاحظات؟ يتمثل عمل مثل هذا التلسكوب في التقاط ونقل شعاع ضوئي باستخدام مرآتين مقعرتين: الأولى تقع داخل الأنبوب، والثانية تكسر الصورة بزاوية، وتوجهها إلى العدسة الجانبية.

وعلى عكس الأجهزة العاكسة، يستطيع هذا التلسكوب دراسة الفضاء السحيق والحصول على صور عالية الجودة للمجرات البعيدة. نظرًا لأن المرايا أرخص من العدسات، فسيكون السعر منخفضًا بالمقابل.

مهم! سيكون من الصعب على المستخدم المبتدئ إدارة الإعدادات والتعديلات الفنية المعقدة لمثل هذا التلسكوب. ولهذا السبب نوصي بالتدرب أولاً على العاكس، ثم الانتقال لاحقًا إلى عاكس أكثر تقدمًا. مستوى عالاحترافي

الايجابيات:

• بساطة تصميم التلسكوب.
• حجم صغير وخفيف الوزن.
• إنه يلتقط الضوء الخافت للأجسام الفضائية البعيدة بشكل جيد.
• فتحة عدسة مكبرة ذات قطر كبير (من 250 إلى 400 ملم)، والتي تنقل صورة أكثر تباينًا وسطوعًا، دون أي عيوب.
• سعر معقول مقارنة بالمنكسرات باهظة الثمن

السلبيات:

• يتطلب خبرة خاصة ووقتًا لإعداد النظام البصري.
• قد تدخل جزيئات الغبار والأوساخ داخل الهيكل.
• لا يحب التغيرات في درجات الحرارة.
• غير مناسب لمشاهدة الأجسام الأرضية والقريبة من النظام الشمسي.

Catadioptrics (عدسة المرآة)

العدسات والمرايا هي العناصر المكونة لعدسة التلسكوبات الانكسارية الضوئية. ويشتمل هذا الجهاز على كافة المزايا ويقوم بتصحيح العيوب قدر الإمكان باستخدام لوحات خاصة. باستخدام مثل هذا الجهاز، لا يمكنك فقط الحصول على أوضح صورة للأجرام السماوية القريبة والبعيدة، ولكن أيضًا التقاط صور عالية الجودة للكائن الذي تراه.

الايجابيات:

• حجم صغير وقابلية النقل.
• إنها تنقل صورًا بأعلى جودة لجميع التلسكوبات الموجودة.
• مجهزة بفتحة تصل إلى 400 ملم.

السلبيات:

• غالي.
• تراكم الهواء داخل الأنبوب التلسكوبي.
• تصميم معقد والتحكم.

خيارات اختيار التلسكوب

حان الوقت للنظر في الخصائص الرئيسية للأجهزة البصرية الحديثة من أجل فهم كيفية اختيار التلسكوب للمبتدئين والمزيد.

الفتحة (قطر العدسة)

هذا هو المعيار الرئيسي لاختيار أي تلسكوب. تعتمد قدرة المرآة أو العدسة على التقاط الضوء على فتحة العدسة: فكلما زادت هذه الخاصية، زاد عدد الأشعة المنعكسة التي تضرب العدسة. بفضل هذا، ستتمكن من رؤية صورة عالية الجودة وحتى التقاط الرؤية الضعيفة للأجسام الفضائية البعيدة.

عند اختيار فتحة العدسة بناءً على أهدافك، ركز على الأرقام التالية:

• ولرؤية تفاصيل واضحة في صورة الكواكب أو الأقمار الصناعية القريبة، يكفي استخدام تلسكوب بقطر يصل إلى 150 ملم. بالنسبة للظروف الحضرية، يمكن تخفيض هذا الرقم إلى 70-90 ملم.
• سيتمكن الجهاز ذو الفتحة التي تزيد عن 200 ملم من رؤية الأجرام السماوية البعيدة.
• إذا كنت ترغب في رؤية الأجرام السماوية القريبة والبعيدة خارج المدينة، يمكنك تجربة أكبر حجم للعدسة البصرية – يصل إلى 400 ملم.

البعد البؤري

المسافة من الأجرام السماوية إلى نقطة في العدسة تسمى البعد البؤري. ومن هنا تشكل جميع أشعة الضوء شعاعًا من توهج واحد. يحدد هذا المؤشر درجة التكبير ووضوح الصورة المرئية - كلما ارتفعت، كلما كان من الأفضل أن نرى الجسم السماوي محل الاهتمام. كلما زاد التركيز، زاد طول التلسكوب نفسه، لذلك يمكن أن تؤثر هذه الأبعاد على حجم تخزينه ونقله.

مهم! يمكن الاحتفاظ بجهاز التركيز القصير في المنزل، أما جهاز التركيز الطويل فيمكن الاحتفاظ به في غرفة أكبر، على سبيل المثال، في فناء المنزل أو في منزل ريفي.

عامل التكبير

يمكن تحديد هذا المؤشر بسهولة عن طريق قسمة البعد البؤري على خصائص العدسة. لذلك، إذا كان قطر التلسكوب 800 ملم، والعدسة 16، فيمكنك الحصول على تكبير بصري 50x.

مهم! إذا قمت بتثبيت عدسة أضعف أو أكثر قوة، فيمكنك ضبط تكبير الكائنات المختلفة بشكل مستقل.

اليوم، تقدم الشركات المصنعة بصريات مختلفة - من الأدنى (4-40 مم) إلى الأعلى، والتي يمكنها مضاعفة تركيز الجهاز البصري.

نوع التثبيت

هذا ليس أكثر من مجرد حامل تلسكوب. والغرض المباشر منه هو جعل التلسكوب سهل الاستخدام.

تتكون مجموعة الهواة وشبه المحترفين من 3 أنواع رئيسية من هذه الدعامات المتحركة:

• Azimuthal عبارة عن حامل بسيط إلى حد ما يحرك الجهاز أفقيًا وعموديًا. تم تجهيز المنكسرات والانعكاسات الانكسارية الضوئية بهذا النوع من الدعم. لا يعد حامل السمت البديل مناسبًا للتصوير الفلكي، لأنه غير قادر على التقاط صورة واضحة للكائن.
• الاستوائية - لها وزن وأبعاد مثيرة للإعجاب، ولكنها تجد النجم المطلوب بشكل مثالي في إحداثيات معينة. هذا النوع من التركيب مناسب للعاكسات التي تلتقط المجرات البعيدة. يحظى الدعم الاستوائي بشعبية كبيرة بين عشاق التصوير الفلكي.
• نظام دومسون عبارة عن تقاطع بين حامل السمت العادي الرخيص والتصميم الاستوائي القوي. في كثير من الأحيان يتم إضافته إلى حزمة ذات عاكسات قوية.

• لا يجب أن تدفع مبالغ زائدة مقابل أبعاد التلسكوب. يجب أن يكون بحيث يمكنك حمله ونقله بنفسك. يجب أن يكون أفضل تلسكوب للمنزل صغير الحجم وسهل الاستخدام قدر الإمكان.
• إذا قمت بنقل الجهاز في السيارة، فأنت بحاجة للتأكد من أن أبعاد الأنبوب تسمح بوضعه في المقصورة أو صندوق السيارة. خلاف ذلك، سيكون عليك إصلاح ليس فقط التلسكوب، ولكن أيضًا شاحنتك.
• اختر موقعًا مسبقًا لمشاهدة الأجرام السماوية. الخيار الأفضلسيكون هناك مكان خارج المدينة. إذا لم يكن لديك وسيلة نقل، توقف عند أقرب منصة مراقبة مع عدم وجود مناطق سكنية ومباني أخرى قريبة.
• إذا كنت مبتدئا، فلا تنفق ميزانيتك المتراكمة بأكملها دفعة واحدة. يعد شراء العدسات والمرشحات القوية وغيرها من المعدات عملية مكلفة للغاية.
• حاول مراقبة الأجرام السماوية قدر الإمكان. لذلك، إذا كنت تستخدم التلسكوب كل يوم وتنظر إلى نفس الأشياء، فبمرور الوقت يمكنك رؤية تغييراتها وحركاتها الجديدة.
• إذا كان هدفك هو دراسة المجرات والسدم الأبعد، فقم بشراء عاكس بقطر 250 ملم أو أكثر، مكملاً بحامل سمتي.
• لا يمكن لعشاق التصوير الفلكي الاستغناء عن جهاز بصري انكساري بفتحة عدسة قوية (400 مم) وأطول مسافة تركيز من 1000 مم. يمكن إضافة حامل استوائي تلقائي إلى المجموعة.
• يمكنك أن تمنح طفلك تلسكوبًا منكسرًا اقتصاديًا وسهل الاستخدام من سلسلة الأطفال، مزودًا بفتحة مقاس 70 مم على دعامة سمتية. سوف يساعد محول إضافي صور مذهلةالقمر والأجسام الأرضية.

مواد الفيديو

نأمل حقًا أنه بعد قراءة مقالتنا، أصبحت خبيرًا في مجال التلسكوب، ولن يمثل اختيار التلسكوب الجيد لمنزلك مشكلة بالنسبة لك. إن مراقبة القمر والنجوم والكواكب والمجرات والسدم المثيرة للاهتمام أمر مثير للغاية وممتع للغاية! نتمنى لك اكتشافات جديدة وعمر خدمة طويل لتلسكوبك!

حاليًا، يمكنك العثور على مجموعة متنوعة من التلسكوبات على أرفف المتاجر. يهتم المصنعون الحديثون بعملائهم ويحاولون تحسين كل نموذج، والقضاء تدريجيا على أوجه القصور في كل منهم.

بشكل عام، لا تزال هذه الأجهزة مرتبة وفقًا لمخطط واحد مماثل. ما هو التصميم العام للتلسكوب؟ المزيد عن هذا لاحقا.

يضخ

الجزء الرئيسي من الأداة هو الأنبوب. وتوضع فيه عدسة تسقط فيها أشعة الضوء. العدسات تجتمع على الفور أنواع مختلفة. هذه هي العاكسات والعدسات الانكسارية الضوئية والكاسرات. كل نوع له إيجابياته وسلبياته، والتي يدرسها المستخدمون قبل الشراء، وبناءً عليها يقومون بالاختيار.

المكونات الرئيسية لكل تلسكوب: الأنبوب والعدسة

بالإضافة إلى الأنبوب، يحتوي الجهاز أيضًا على مكتشف. يمكننا القول أن هذا تلسكوب مصغر متصل بالأنبوب الرئيسي. في هذه الحالة، لوحظ زيادة قدرها 6-10 مرات. يعد هذا الجزء من الجهاز ضروريًا للاستهداف الأولي لجسم المراقبة.

العدسة

جزء مهم آخر من أي تلسكوب هو العدسة. ومن خلال هذا الجزء القابل للاستبدال من الأداة يقوم المستخدم بإجراء الملاحظة. كلما كان هذا الجزء أقصر، كلما زاد التكبير، لكن زاوية الرؤية أصغر. ولهذا السبب، من الأفضل شراء عدة عدسات مختلفة مع الجهاز. على سبيل المثال، مع التركيز المستمر والمتغير.

التركيب والمرشحات وأجزاء أخرى

التثبيت يأتي أيضًا في عدة أنواع. كقاعدة عامة، يتم تثبيت التلسكوب على حامل ثلاثي القوائم، والذي يحتوي على محورين دوارين. وهناك أيضًا "مرفقات" إضافية للتلسكوب تستحق الذكر. بادئ ذي بدء، هذه هي مرشحات الضوء. هناك حاجة إليها من قبل علماء الفلك لمجموعة متنوعة من الأغراض. ولكن للمبتدئين ليس من الضروري شرائها.

صحيح، إذا كان المستخدم يخطط للإعجاب بالقمر، فستكون هناك حاجة إلى مرشح قمري خاص يحمي العينين من صورة مشرقة للغاية. هناك أيضًا مرشحات خاصة يمكنها التخلص من الضوء المزعج لأضواء المدينة، لكنها باهظة الثمن. للنظر إلى الأشياء في الموقف الصحيح، المرايا القطرية مفيدة أيضًا، والتي، حسب النوع، قادرة على تشتيت الأشعة بمقدار 45 أو 90 درجة.

يتكون أي تلسكوب بصري من أنبوب، أو حامل ثلاثي القوائم أو أساس يتم تركيب الأنبوب عليه، وحامل ذو محاور للإشارة إلى الجسم، وبالطبع البصريات نفسها - العدسة والعدسة. اعتمادًا على التصميم البصري، يمكن تقسيم جميع التلسكوبات إلى ثلاث مجموعات كبيرة:

• التلسكوبات المرآة (أو العاكسات)، التي تستخدم المرايا كعناصر تجميع للضوء،
• التلسكوبات العدساتية (أو الكاسرات) التي تستخدم العدسات كعناصر تجميع للضوء
• التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري)، والتي يشتمل تصميمها على مرآة وعدسة (هلالة)، والتي تستخدم للتعويض عن الانحرافات.

أنبوب التلسكوب.في المنكسرات، يتم إغلاق الأنبوب بإحكام، مما يحمي العدسات من الغبار والرطوبة. على العكس من ذلك، يؤدي فتح الأنبوب العاكس أثناء المراقبة إلى ظهور الغبار في النظام، وكذلك إلى تدهور الصورة بسبب تدفق الهواء. تختلف أنابيب التلسكوب أيضًا في الطول. عادة ما تكون العاكسات مخيفة بأبعادها المثيرة للإعجاب، في حين أن العاكسات مدمجة بالمقارنة وأكثر ملاءمة للنقل. تحتوي التلسكوبات ذات العدسات المرآة أيضًا على أنبوب قصير، لكنها تزن أكثر بكثير من العاكسات.

جبل التلسكوب.يُطلق على دعامة التلسكوب، التي يتم تركيبها عادةً على حامل ثلاثي الأرجل اسم التثبيت. يتكون الحامل من محورين للتصويب، متعامدين بشكل متبادل، ومحركات ونظام لقياس زوايا الدوران.

هناك نوعان من الجبال: السمت الاستوائي والسمت البديل. الجبل الاستوائي يفترض عموديا محور الأرضدوران أحد مستويات التلسكوب، مما يسهل تعويض الدوران اليومي للأرض أثناء المراقبة. وبالمقارنة مع جبل السمت، فإن هذا الجبل ضخم للغاية وأكثر تكلفة. يحتوي حامل السمت البديل على رأسي و المحور الافقيالدوران، الذي يدور التلسكوب من خلاله في الارتفاع والسمت. مع مثل هذا التركيب، يكون التعويض عن دوران الكرة الأرضية أكثر صعوبة، ولكنه أبسط بكثير وأكثر إحكاما وأرخص.

الخصائص الأساسية للتلسكوبات البصرية.الخصائص الرئيسية لأي تلسكوب بصري هي: قطر العدسة (الفتحة) والبعد البؤري للعدسة.

يتم تحديد الفتحة من خلال قطر العدسة (في المنكسر) أو المرآة الرئيسية (في العاكس) ويتم قياسها بالبوصة أو المليمترات. بمعنى آخر، ستكون الفتحة مساوية لقطر شعاع الضوء الذي يستطيع التلسكوب استقباله. دقة التلسكوب، أي قيمة الحد الأدنى للمسافة الزاوية بين الأشياء التي يمكن تمييزها من خلال التلسكوب، تعتمد على قطر العدسة.

البعد البؤري لعدسة التلسكوب هو المسافة التي تقوم فيها المرآة أو عدسة العدسة ببناء صورة لجسم ما في اللانهاية. يحدد البعد البؤري فتحة التلسكوب (نسبة البعد البؤري إلى قطر العدسة)، وكذلك التكبير البصري (نسبة البعد البؤري للعدسة والعدسة).

http://www.astrotime.ru/Stroenie.html

> أنواع التلسكوبات

يتم تجميع جميع التلسكوبات البصرية وفقًا لنوع عنصر تجميع الضوء في مرآة وعدسة ومجتمعة. كل نوع من التلسكوب له مزاياه وعيوبه، لذلك عند اختيار البصريات، عليك أن تأخذ بعين الاعتبار العوامل التالية: شروط وأغراض المراقبة، متطلبات الوزن والتنقل، السعر، مستوى الانحراف. دعونا نميز الأنواع الأكثر شعبية من التلسكوبات.

المنكسرات (تلسكوبات العدسة)

الكاسراتهذه هي التلسكوبات الأولى التي اخترعها الإنسان. في مثل هذا التلسكوب، تكون العدسة ثنائية التحدب، التي تعمل كهدف، مسؤولة عن جمع الضوء. يعتمد عملها على الخاصية الرئيسية للعدسات المحدبة - انكسار أشعة الضوء وتجمعها عند التركيز. ومن هنا جاء الاسم - المنكسرات (من اللاتينية ينكسر - ينكسر).

تم إنشاؤه عام 1609. استخدمت عدستين لجمع أكبر قدر ممكن من ضوء النجوم. كانت العدسة الأولى، التي كانت بمثابة عدسة موضوعية، محدبة وكانت تعمل على جمع الضوء وتركيزه على مسافة معينة. أما العدسة الثانية، التي تلعب دور العدسة، فهي مقعرة وتستخدم لتحويل شعاع الضوء المتجمع إلى شعاع متوازي. باستخدام نظام غاليليو، يمكن الحصول على صورة مباشرة غير مقلوبة، تتأثر جودتها بشكل كبير بالانحراف اللوني. يمكن رؤية تأثير الانحراف اللوني على أنه تلوين زائف لتفاصيل وحواف الكائن.

يعد منكسر كيبلر نظامًا أكثر تقدمًا تم إنشاؤه عام 1611. هنا، تم استخدام عدسة محدبة كعدسة عينية، حيث تم دمج التركيز الأمامي مع التركيز الخلفي للعدسة الشيئية. ونتيجة لذلك، كانت الصورة النهائية مقلوبة، وهو أمر غير مهم للبحث الفلكي. الميزة الرئيسية نظام جديد– إمكانية تركيب شبكة قياس داخل الأنبوب عند نقطة التركيز.

كما تميز هذا التصميم أيضًا بالانحراف اللوني، ولكن يمكن تحييد التأثير عن طريق زيادة البعد البؤري. ولهذا السبب كان للتلسكوبات في ذلك الوقت طول بؤري ضخم مع أنبوب بالحجم المناسب، مما تسبب في صعوبات خطيرة عند إجراء البحوث الفلكية.

ظهرت في بداية القرن الثامن عشر، والتي لا تزال تحظى بشعبية كبيرة حتى يومنا هذا. عدسة هذا الجهاز مصنوعة من عدستين مصنوعتين من أنواع مختلفة من الزجاج. عدسة واحدة تتقارب والثانية تتباعد. هذا الهيكل يمكن أن يقلل بشكل كبير من الانحراف اللوني والكروي. ويظل جسم التلسكوب مضغوطًا للغاية. اليوم، تم إنشاء منكسرات لا لونية يتم فيها تقليل تأثير الانحراف اللوني إلى الحد الأدنى الممكن.

مزايا الكاسرات:

• تصميم بسيط، سهولة التشغيل، الموثوقية؛
• الاستقرار الحراري السريع.
• عدم المطالبة بالخدمة المهنية؛
• مثالية لاستكشاف الكواكب والقمر والنجوم المزدوجة؛
• تجسيد ألوان ممتاز في الإصدار اللالوني، وجيد في الإصدار اللالوني؛
• نظام بدون حماية مركزية من مرآة قطرية أو ثانوية. ومن هنا التباين العالي للصورة.
• لا يوجد تدفق هواء في الأنبوب، مما يحمي البصريات من الأوساخ والغبار؛
• تصميم عدسة من قطعة واحدة لا يحتاج إلى تعديلات من قبل الفلكي.

عيوب الكاسرات:

• غالي السعر؛
• وزن وأبعاد كبيرة؛
• قطر الفتحة العملية الصغيرة؛
• القيود في دراسة الأجسام الخافتة والصغيرة في الفضاء السحيق.

اسم التلسكوبات المرآة - عاكساتتأتي من الكلمة اللاتينية Reflectio - للتأمل. هذا الجهاز عبارة عن تلسكوب مزود بعدسة تعمل بمثابة مرآة مقعرة. وتتمثل مهمتها في جمع ضوء النجوم في نقطة واحدة. ومن خلال وضع العدسة عند هذه النقطة، يمكنك رؤية الصورة.

أحد العاكسات الأولى ( تلسكوب غريغوري) تم اختراعه عام 1663. كان هذا التلسكوب المزود بمرآة مكافئة خاليًا تمامًا من الانحرافات اللونية والكروية. ينعكس الضوء الذي تم جمعه بواسطة المرآة من مرآة بيضاوية صغيرة، تم تثبيتها أمام المرآة الرئيسية، حيث كان هناك ثقب صغير لإخراج شعاع الضوء.

كان نيوتن محبطًا تمامًا في انكسار التلسكوبات، لذلك كان أحد تطوراته الرئيسية هو التلسكوب العاكس، الذي تم إنشاؤه على أساس مرآة معدنية أولية. لقد عكس الضوء بأطوال موجية مختلفة بالتساوي، كما أن الشكل الكروي للمرآة جعل الوصول إلى الجهاز أكثر سهولة حتى بالنسبة للإنتاج الذاتي.

في عام 1672، اقترح عالم الفلك لوران كاسيجرين تصميمًا لتلسكوب يشبه عاكس غريغوري الشهير. لكن النموذج المحسن كان به العديد من الاختلافات الخطيرة، أهمها هو وجود مرآة ثانوية محدبة زائدية، مما جعل التلسكوب أكثر إحكاما ويقلل من التدريع المركزي. ومع ذلك، تبين أن عاكس Cassegrain التقليدي منخفض التقنية بالنسبة للإنتاج الضخم. تعد المرايا ذات الأسطح المعقدة وانحراف الغيبوبة غير المصحح هي الأسباب الرئيسية لعدم الشعبية هذه. ومع ذلك، يتم استخدام التعديلات على هذا التلسكوب اليوم في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال، تلسكوب ريتشي-كريتيان والعديد من الأجهزة البصرية المعتمدة على النظام شميت-كاسيغرين وماكسوتوف-كاسيغرين.

اليوم، يُفهم اسم "العاكس" بشكل شائع على أنه التلسكوب النيوتوني. خصائصه الرئيسية هي انحراف كروي صغير، وغياب أي لوني، فضلا عن عدم تساوي المستوى - وهو مظهر من مظاهر الغيبوبة القريبة من المحور، والذي يرتبط بعدم المساواة في المناطق الحلقية الفردية للفتحة. ولهذا السبب، فإن النجم في التلسكوب لا يبدو وكأنه دائرة، ولكن مثل نوع من إسقاط المخروط. في الوقت نفسه، يتم تحويل الجزء المستدير الغبي من المركز إلى الجانب، والجزء الحاد، على العكس من ذلك، نحو المركز. لتصحيح تأثير الغيبوبة، يتم استخدام مصححات العدسات، والتي يجب تثبيتها أمام الكاميرا أو العدسة.

غالبًا ما يتم أداء "نيوتن" على قاعدة دوبسونية، وهي عملية وصغيرة الحجم. وهذا يجعل التلسكوب جهازًا محمولًا للغاية، على الرغم من حجم الفتحة.

مزايا العاكسات:

سعر معقول؛

• التنقل والاكتناز.
• كفاءة عالية عند رصد الأجسام المعتمة في الفضاء السحيق: السدم، المجرات، العناقيد النجمية؛

أقصى سطوع ووضوح للصور مع الحد الأدنى من التشويه.

يتم تقليل الانحراف اللوني إلى الصفر.

عيوب العاكسات:

• امتداد المرآة الثانوية، التدريع المركزي. ومن هنا التباين المنخفض للصورة؛
• التثبيت الحراري لمرآة زجاجية كبيرة يستغرق وقتاً طويلاً؛
• أنبوب مفتوح بدون حماية من الحرارة والغبار. ومن هنا انخفاض جودة الصورة.
• يلزم إجراء موازنة ومحاذاة منتظمة وقد يتم فقدانها أثناء الاستخدام أو النقل.

تستخدم التلسكوبات الانكسارية الضوئية كلا من المرايا والعدسات لتصحيح الانحراف وتكوين الصورة. هناك نوعان من هذه التلسكوبات هما الأكثر طلبًا اليوم: Schmidt-Cassegrain وMaksutov-Cassegrain.

تصميم الصك شميت كاسيجرين(SHK) يتكون من مرايا أولية وثانوية كروية. في هذه الحالة، يتم تصحيح الانحراف الكروي بواسطة لوحة شميدت ذات الفتحة الكاملة، والتي يتم تركيبها عند مدخل الأنبوب. ومع ذلك، تبقى بعض الانحرافات المتبقية هنا في شكل غيبوبة وانحناء المجال. يمكن تصحيحها باستخدام مصححات العدسات، والتي لها أهمية خاصة في التصوير الفلكي.

تتعلق المزايا الرئيسية للأجهزة من هذا النوع بالوزن المنخفض والأنبوب القصير مع الحفاظ على قطر فتحة عدسة مثير للإعجاب وطول بؤري. وفي الوقت نفسه، لا تتميز هذه النماذج بتمديد تركيب المرآة الثانوية، كما أن التصميم الخاص للأنبوب يمنع دخول الهواء والغبار إلى الداخل.

تطوير النظام ماكسوتوف-كاسيغرين(MK) ينتمي إلى المهندس البصري السوفيتي د. ماكسوتوف. تم تجهيز تصميم هذا التلسكوب بمرايا كروية، ومصحح عدسة كامل الفتحة، ودوره عدسة محدبة مقعرة - هلالة، مسؤولة عن تصحيح الانحرافات. ولهذا السبب تسمى هذه المعدات البصرية غالبًا بعاكس الغضروف المفصلي.

تشمل مزايا MC القدرة على تصحيح أي انحراف تقريبًا عن طريق تحديد المعلمات الرئيسية. الاستثناء الوحيد هو الانحراف الكروي أعلى ترتيب. كل هذا يجعل المخطط شائعًا بين الشركات المصنعة وعشاق علم الفلك.

وفي الواقع، مع تساوي جميع الأمور الأخرى، فإن نظام MK يعطي صورًا أفضل وأكثر وضوحًا من نظام ShK. ومع ذلك، فإن التلسكوبات الأكبر حجمًا MK تتمتع بفترة أطول من الاستقرار الحراري، نظرًا لأن الغضروف المفصلي السميك يفقد درجة حرارته بشكل أبطأ بكثير. بالإضافة إلى ذلك، فإن أعضاء MK أكثر حساسية لصلابة حامل المصحح، وبالتالي فإن تصميم التلسكوب أثقل. ويرتبط هذا بالشعبية العالية لأنظمة MK ذات الفتحات الصغيرة والمتوسطة وأنظمة ShK ذات الفتحات المتوسطة والكبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير أنظمة ماكسوتوف-نيوتن وشميدت-نيوتن للبصر الانكساري، والتي تم تصميمها خصيصًا لتصحيح الانحرافات. لقد احتفظوا بالأبعاد النيوتونية، لكن وزنهم زاد بشكل ملحوظ. هذا ينطبق بشكل خاص على مصححي الغضروف المفصلي.

مزايا

• براعه. يمكن استخدامها لعمليات الرصد الأرضية والفضائية؛
• زيادة مستوى تصحيح الانحراف.
• الحماية من الغبار وتدفقات الحرارة.
• أبعاد مدمجة
• سعر معقول.

عيوبالتلسكوبات الانكسارية الضوئية:

• فترة طويلة من الاستقرار الحراري، وهو أمر مهم بشكل خاص للتلسكوبات ذات مصحح الغضروف المفصلي؛
• تعقيد التصميم مما يسبب صعوبات أثناء التثبيت والتعديل الذاتي.

مركز GOU التعليمي رقم 548 “تساريتسينو”

ستيبانوفا أولغا فلاديميروفنا

ملخص عن علم الفلك

موضوع الملخص: "مبدأ التشغيل والغرض من التلسكوب"

المعلم: زاكوردايفا إس يو

1 المقدمة

2. تاريخ التلسكوب

3. أنواع التلسكوبات. الأغراض الأساسية ومبدأ تشغيل التلسكوب

4. التلسكوبات المنكسرة

5. التلسكوبات العاكسة

6. التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري)

7. التلسكوبات الراديوية

8. تلسكوب هابل الفضائي

9. الاستنتاج

10. قائمة الأدبيات المستخدمة

1 المقدمة

السماء المرصعة بالنجوم جميلة جدًا وتجذب اهتمامًا واهتمامًا كبيرًا. لفترة طويلة، كان الناس يحاولون فهم ما هو موجود خارج كوكب الأرض. إن الرغبة في المعرفة والاستكشاف دفعت الناس إلى البحث عن فرص لدراسة الفضاء، لذلك تم اختراع التلسكوب. يعد التلسكوب أحد الأدوات الرئيسية التي ساعدت وما زالت تساعد في دراسة الفضاء والنجوم والكواكب. أعتقد أنه من المهم معرفة المزيد عن هذا الجهاز، لأن كل واحد منا قد نظر مرة واحدة على الأقل أو سينظر بالتأكيد من خلال التلسكوب يومًا ما. وسوف تكتشف بالتأكيد شيئًا جميلًا وجديدًا بشكل لا يوصف.

يعد علم الفلك من أقدم العلوم، حيث تعود أصوله إلى العصر الحجري (الألف السادس – الثالث قبل الميلاد). يدرس علم الفلك حركة الأجرام السماوية وأنظمتها وبنيتها وأصلها وتطورها.

بدأ الإنسان بدراسة الكون مما رآه في السماء. ولقرون عديدة، ظل علم الفلك علمًا بصريًا بحتًا.

العين البشرية هي أداة بصرية متقدمة جدًا خلقتها الطبيعة. إنها قادرة على التقاط حتى الكميات الفردية من الضوء. بمساعدة الرؤية، يرى الشخص أكثر من 80٪ من المعلومات حول العالم الخارجي. توصل الأكاديمي S. I. فافيلوف إلى استنتاج مفاده أن العين البشرية قادرة على التقاط أجزاء صغيرة من الضوء - حوالي عشرة فوتونات فقط. ومن ناحية أخرى، يمكن للعين أن تتحمل التعرض لتيارات ضوئية قوية، على سبيل المثال، من الشمس أو ضوء كشاف أو قوس كهربائي. بالإضافة إلى ذلك، فإن العين البشرية عبارة عن نظام بصري واسع الزاوية متطور للغاية ذو زاوية رؤية كبيرة. ومع ذلك، ومن وجهة نظر متطلبات الرصد الفلكي، فإن للعين أيضًا عيوبًا كبيرة جدًا. السبب الرئيسي هو أنه يجمع القليل جدًا من الضوء. لذلك، عندما ننظر إلى السماء بالعين المجردة، فإننا لا نرى كل شيء. نحن نميز، على سبيل المثال، ما يزيد قليلا عن ألفي نجم، في حين أن هناك مليارات ومليارات منها.

ولذلك حدثت ثورة حقيقية في علم الفلك عندما ساعد التلسكوب العين. التلسكوب هو الأداة الرئيسية المستخدمة في علم الفلك لرصد الأجرام السماوية واستقبال وتحليل الإشعاعات القادمة منها. تُستخدم التلسكوبات أيضًا لدراسة الإشعاع الطيفي، وصور الأشعة السينية، والصور فوق البنفسجية للأجرام السماوية، وما إلى ذلك. كلمة "تلسكوب" تأتي من كلمتين يونانيتين: tele - بعيد وskopeo - يبحث.

2. تاريخ التلسكوب

من الصعب أن نقول من هو أول من اخترع التلسكوب. ومن المعروف أنه حتى القدماء استخدموا العدسات المكبرة. وصلت إلينا أيضًا أسطورة مفادها أن يوليوس قيصر، أثناء غارة على بريطانيا من شواطئ بلاد الغال، نظر إلى الأراضي البريطانية الضبابية من خلال التلسكوب. اخترع روجر بيكون، أحد أبرز العلماء والمفكرين في القرن الثالث عشر، مجموعة من العدسات تظهر بمساعدتها الأشياء البعيدة قريبة عند النظر إليها.

ما إذا كان هذا هو الحال بالفعل غير معروف. ومع ذلك، لا جدال فيه أنه في بداية القرن السابع عشر في هولندا، في وقت واحد تقريبا، أعلن ثلاثة أخصائيي البصريات عن اختراع التلسكوب - Liperschey، Meunus، Jansen. بحلول نهاية عام 1608، تم تصنيع التلسكوبات الأولى وسرعان ما انتشرت شائعات عن هذه الأجهزة البصرية الجديدة في جميع أنحاء أوروبا.

تم بناء أول تلسكوب في عام 1609 على يد عالم الفلك الإيطالي غاليليو غاليلي.غاليليو. ولد جاليليو عام 1564 في مدينة بيزا الإيطالية. باعتباره ابن أحد النبلاء، تلقى جاليليو تعليمه في أحد الأديرة وفي عام 1595 أصبح أستاذًا للرياضيات في جامعة بادوا، إحدى الجامعات الأوروبية الرائدة في ذلك الوقت، وتقع في جمهورية البندقية. وسمحت له سلطات الجامعة بإجراء الأبحاث، ونالت اكتشافاته حول حركة الأجسام اعترافًا واسع النطاق. في عام 1609، تلقى معلومات حول اختراع جهاز بصري يسمح بمراقبة الأجرام السماوية البعيدة. خلف وقت قصيراخترع جاليليو وبنى العديد من التلسكوبات الخاصة به. كان للتلسكوب أبعاد متواضعة (طول الأنبوب 1245 ملم، قطر العدسة 53 ملم، العدسة 25 ديوبتر)، تصميم بصري غير مثالي وتكبير 30x. استخدم التلسكوبات لدراسة الأجرام السماوية، وكان عدد النجوم التي رصدها أكبر بعشر مرات من عدد النجوم التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة. في 7 يناير 1610، وجه جاليليو التلسكوب الذي صنعه نحو السماء لأول مرة. واكتشف أن سطح القمر مغطى بكثافة بالحفر، واكتشف أكبر 4 أقمار لكوكب المشتري. عندما تم رصد كوكب الزهرة من خلال التلسكوب، بدا وكأنه يشبه قمرًا صغيرًا. وتغيرت أطوارها مما يدل على دورتها حول الشمس. على الشمس نفسها (وضع زجاجًا داكنًا أمام عينيه) رأى العالم بقعًا سوداء، مما دحض تعاليم أرسطو المقبولة عمومًا حول "نقاء السماء الذي لا يجوز انتهاكه". لقد تغيرت هذه البقع بالنسبة لحافة الشمس، ومن هنا استنتج بشكل صحيح أن الشمس تدور حول محورها. في الليالي المظلمة، عندما كانت السماء صافية، كانت العديد من النجوم التي يتعذر الوصول إليها بالعين المجردة مرئية في مجال رؤية التلسكوب الجليلي. كانت اكتشافات غاليليو بمثابة بداية لعلم الفلك التلسكوبي. لكن تلسكوباته، التي وافقت أخيرًا على النظرة الكوبرنيكية الجديدة للعالم، كانت غير كاملة على الإطلاق.

تلسكوب غاليليو

الشكل 1. تلسكوب غاليليو

تسمى العدسة A، التي تواجه موضوع المراقبة، بالهدف، والعدسة B، التي يضع الراصد عينه عليها، تسمى العدسة. وإذا كانت العدسة أكثر سماكة في الوسط منها عند الحواف، تسمى متقاربة أو موجبة، وإلا تسمى مشتتة أو سلبية. في تلسكوب غاليليو، كانت العدسة عدسة محدبة مسطحة، والعدسة عدسة مقعرة مسطحة.

دعونا نتخيل أبسط عدسة ثنائية التحدب، والتي يكون لأسطحها الكروية نفس الانحناء. ويسمى الخط المستقيم الذي يصل بين مراكز هذه الأسطح بالمحور البصري للعدسة. وإذا تعرضت هذه العدسة لأشعة تسير موازية للمحور البصري، فإنها تنكسر في العدسة وتتجمع عند نقطة على المحور البصري تسمى بؤرة العدسة. المسافة من مركز العدسة إلى بؤرتها تسمى البعد البؤري. كلما زاد انحناء أسطح العدسة المجمعة، كلما قصر البعد البؤري. عند تركيز مثل هذه العدسة، يتم دائمًا الحصول على صورة حقيقية للكائن.

تتصرف العدسات السلبية المتباعدة بشكل مختلف. إنهم ينثرون شعاعًا من الضوء يسقط عليهم بالتوازي مع المحور البصري ، وعند بؤرة هذه العدسة لا تتقارب الأشعة نفسها ، بل امتداداتها. ولذلك فإن العدسات المتباعدة، كما يقولون، لها تركيز خيالي وتعطي صورة افتراضية. (الشكل 1) يوضح مسار الأشعة في التلسكوب الجليلي. وبما أن الأجرام السماوية، من الناحية العملية، هي "في اللانهاية"، فإن صورها يتم الحصول عليها في المستوى البؤري، أي. في مستوى يمر عبر البؤرة F وعمودي على المحور البصري. بين البؤرة والعدسة، وضع جاليليو عدسة متباعدة، والتي أعطت صورة افتراضية ومباشرة ومكبرة للصغرى. كان العيب الرئيسي للتلسكوب الجليلي هو مجال رؤيته الصغير جدًا (ما يسمى بالقطر الزاوي لدائرة الجسم التي يمكن رؤيتها من خلال التلسكوب). ولهذا السبب فإن توجيه التلسكوب نحو جرم سماوي ومراقبته أمر صعب للغاية. وللسبب نفسه، لم تُستخدم التلسكوبات الجليلية في علم الفلك بعد وفاة خالقها.

أجبرت جودة الصورة الرديئة للغاية في التلسكوبات الأولى أخصائيي البصريات على البحث عن طرق لحل هذه المشكلة. اتضح أن زيادة البعد البؤري للعدسة يحسن جودة الصورة بشكل كبير. ونتيجة لذلك، في القرن السابع عشر، ولدت التلسكوبات ذات البعد البؤري حوالي 100 متر (يبلغ طول تلسكوب أ. أوزو 98 مترًا). ولم يكن للتلسكوب أنبوب؛ وكانت العدسة موضوعة على عمود على مسافة 100 متر تقريبًا من العدسة العينية، وكان الراصد يحملها بين يديه (ما يسمى بالتلسكوب "الهواءي"). كان من غير المناسب جدًا المراقبة باستخدام مثل هذا التلسكوب ولم يقم أوزو باكتشاف واحد. ومع ذلك، اكتشف كريستيان هويجنز، من خلال الرصد بتلسكوب "جوي" يبلغ طوله 64 مترًا، حلقة زحل وتيتان التابع لكوكب زحل، كما لاحظ وجود خطوط على قرص المشتري. اكتشف عالم فلك آخر في ذلك الوقت، جان كاسيني، باستخدام التلسكوبات المحمولة جوا، أربعة أقمار صناعية أخرى لزحل (إيابيتوس، ريا، ديون، تيثيس)، فجوة في حلقة زحل (فجوة كاسيني)، "البحار" والقبعات القطبية على المريخ.

3. أنواع التلسكوبات. الأغراض الأساسية ومبدأ تشغيل التلسكوب

التلسكوبات، كما تعلمون، تأتي في عدة أنواع. من بين التلسكوبات الخاصة بالمراقبة البصرية (البصرية) هناك 3 أنواع:

1. الحراريات

يتم استخدام نظام العدسة. يتم جمع أشعة الضوء من الأجرام السماوية باستخدام عدسة ومن خلال الانكسار تدخل إلى عدسة التلسكوب وتعطي صورة مكبرة للجسم الفضائي.

2. عاكسات

المكون الرئيسي لهذا التلسكوب هو مرآة مقعرة. يتم استخدامه لتركيز الأشعة المنعكسة.

3. عدسة المرآة

يستخدم هذا النوع من التلسكوبات البصرية نظامًا من المرايا والعدسات.

عادة ما يستخدم علماء الفلك الهواة التلسكوبات البصرية.

يستخدم العلماء أنواعًا إضافية من التلسكوبات لملاحظاتهم وتحليلاتهم. تستخدم التلسكوبات الراديوية لاستقبال الانبعاثات الراديوية. على سبيل المثال، البرنامج المعروف للبحث عن كائنات ذكية خارج كوكب الأرض يسمى HRMS، والذي يتضمن الاستماع المتزامن إلى ضوضاء الراديو في السماء بملايين الترددات. وكان قادة هذا البرنامج وكالة ناسا. بدأ هذا البرنامج في عام 1992. لكنها الآن لم تعد تجري أي عمليات بحث. وكجزء من هذا البرنامج، تم إجراء عمليات الرصد باستخدام تلسكوب باراكس الراديوي (أستراليا) الذي يبلغ قطره 64 مترًا، والمرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي في الولايات المتحدة، وتلسكوب أريسيبو الراديوي الذي يبلغ قطره 305 أمتار، لكنها لم تسفر عن نتائج.

للتلسكوب ثلاثة أغراض رئيسية:

1. جمع الإشعاع من الأجرام السماوية على جهاز الاستقبال (العين، لوحة التصوير الفوتوغرافي، جهاز قياس الطيف، وما إلى ذلك)؛
2. بناء صورة لجسم أو منطقة معينة من السماء في المستوى البؤري لها؛
3. تساعد على تمييز الأشياء الموجودة على مسافات زاوية متقاربة من بعضها البعض وبالتالي لا يمكن تمييزها بالعين المجردة.

مبدأ التلسكوب ليس تكبير الأشياء، بل جمع الضوء. كلما زاد حجم العنصر الرئيسي الذي يجمع الضوء - العدسة أو المرآة، كلما زاد الضوء الذي يجمعه. ما يهم هو ما هو بالضبط المجموعويحدد الضوء المجمع في النهاية مستوى التفاصيل المرئية - سواء كانت مناظر طبيعية بعيدة أو حلقات زحل. في حين أن التكبير أو القوة للتلسكوب أمر مهم، إلا أنه ليس حاسما لتحقيق مستوى التفاصيل.

4. التلسكوبات المنكسرة

تستخدم التلسكوبات الكاسرة أو المنكسرة عدسة موضوعية كبيرة كعنصر رئيسي لجمع الضوء. تشتمل جميع الطرازات المنكسرة على عدسات شيئية لا لونية (ثنائية العنصر) - مما يؤدي إلى تقليل أو إزالة اللون الزائف الذي يؤثر على الصورة الناتجة عندما يمر الضوء عبر العدسة. هناك عدد من التحديات التي ينطوي عليها إنشاء وتركيب عدسات زجاجية كبيرة؛ بالإضافة إلى ذلك، تمتص العدسات السميكة الكثير من الضوء. أكبر منكسر في العالم، ذو عدسة شيئية يبلغ قطرها 101 سم، ينتمي إلى مرصد يركس.

عند إنشاء الكاسر، هناك حالتان حددتا نجاحه: جودة عاليةالزجاج البصري وفن تلميعه. بمبادرة من جاليليو، شارك العديد من علماء الفلك أنفسهم في تصنيع العدسات. قرر بيير جينان، العالم الثامن عشر، أن يتعلم كيفية صنع الكاسرات. في عام 1799، تمكنت جينان من صب العديد من الأقراص الممتازة التي يبلغ قطرها من 10 إلى 15 سم - وهو نجاح لم يسمع به من قبل في ذلك الوقت. في عام 1814، اخترع غينان طريقة بارعة لتدمير البنية المخططة في الفراغات الزجاجية: تم نشر الفراغات المصبوبة ولحامها مرة أخرى بعد إزالة العيوب. وبالتالي فتح الطريق أمام إنشاء عدسات كبيرة. أخيرًا، تمكنت جينان من صب قرص بقطر 18 بوصة (45 سم). كان هذا آخر نجاح لبيير جينان. عمل أخصائي البصريات الأمريكي الشهير ألفان كلارك على مواصلة تطوير المنكسرات. تم تصنيع العدسات في كامبريدج بأمريكا، وتم اختبار صفاتها البصرية على نجم صناعي في نفق طوله 70 مترًا. بالفعل بحلول عام 1853، حقق ألفان كلارك نجاحا كبيرا: باستخدام المنكسرات التي صنعها، كان من الممكن مراقبة عدد من النجوم المزدوجة غير المعروفة سابقا.

في عام 1878، توجه مرصد بولكوفو إلى شركة كلارك بطلب تصنيع منكسر مقاس 30 بوصة، وهو الأكبر في العالم. وخصصت الحكومة الروسية 300 ألف روبل لإنتاج هذا التلسكوب. تم الانتهاء من الطلب في عام ونصف، وتم تصنيع العدسة بواسطة ألفان كلارك نفسه من الزجاج من شركة Feil الباريسية، والجزء الميكانيكي من التلسكوب من صنع شركة Repsald الألمانية.

تبين أن منكسر بولكوفو الجديد ممتاز، وهو أحد أفضل المنكسرات في العالم. ولكن بالفعل في عام 1888، بدأ مرصد ليك، المجهز بمنكسر 36 بوصة من تصميم ألفان كلارك، عمله على جبل هاملتون في كاليفورنيا. تم الجمع بين الظروف الجوية الممتازة والصفات الممتازة للأداة.

لعبت منكسرات كلارك دورًا كبيرًا في علم الفلك. لقد أثروا علم فلك الكواكب والنجوم باكتشافات ذات أهمية قصوى. يستمر العمل الناجح على هذه التلسكوبات حتى يومنا هذا.

الشكل 2. التلسكوب المنكسر

الشكل 3. التلسكوب المنكسر

5. التلسكوبات العاكسة

جميع التلسكوبات الفلكية الكبيرة عبارة عن عاكسات. تحظى التلسكوبات العاكسة أيضًا بشعبية كبيرة لدى الهواة لأنها ليست باهظة الثمن مثل التلسكوبات الكاسرة. وهي عبارة عن تلسكوبات عاكسة وتستخدم مرآة أساسية مقعرة لجمع الضوء وتكوين صورة. في العاكسات من النوع النيوتوني، تعكس مرآة ثانوية مسطحة صغيرة الضوء على جدار الأنبوب الرئيسي.

الميزة الرئيسية للعاكسات هي عدم وجود انحراف لوني في المرايا. الانحراف اللوني هو تشويه للصورة بسبب تجمع أشعة الضوء ذات الأطوال الموجية المختلفة بعد مرورها عبر العدسة على مسافات مختلفة منها؛ ونتيجة لذلك، تصبح الصورة غير واضحة وتلون حوافها. إن صنع المرايا أسهل من طحن العدسات ذات العدسات الضخمة، وهذا أيضًا يحدد مسبقًا نجاح العاكسات. نظرًا لغياب الانحرافات اللونية، يمكن جعل العاكسات ساطعة للغاية (تصل إلى 1:3)، وهو أمر لا يمكن تصوره على الإطلاق بالنسبة للعاكسات. تصنيع العاكسات أرخص بكثير من تصنيع العاكسات ذات القطر المتساوي.

بالطبع، التلسكوبات المرآة لها أيضًا عيوب. أنابيبها مفتوحة، وتيارات الهواء داخل الأنبوب تخلق مخالفات تفسد الصورة. تتلاشى الأسطح العاكسة للمرايا بسرعة نسبية وتحتاج إلى استعادتها. تتطلب الصور الممتازة شكل مرآة مثاليًا تقريبًا، وهو أمر يصعب تحقيقه لأن شكل المرايا يتغير قليلاً أثناء التشغيل بسبب الضغط الميكانيكي وتقلبات درجات الحرارة. ومع ذلك، تبين أن العاكسات هي أكثر أنواع التلسكوبات الواعدة.

في عام 1663، ابتكر غريغوري تصميمًا لتلسكوب عاكس. كان غريغوري أول من اقترح استخدام المرآة بدلاً من العدسة في التلسكوب.

في عام 1664، صنع روبرت هوك عاكسًا وفقًا لتصميم غريغوري، لكن جودة التلسكوب تركت الكثير مما هو مرغوب فيه. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1668 عندما قام إسحاق نيوتن أخيرًا ببناء أول عاكس يعمل. كان هذا التلسكوب الصغير أصغر حجمًا حتى من الأنابيب الجليلية. يبلغ قطر المرآة الكروية المقعرة الرئيسية المصنوعة من البرونز المصقول 2.5 سم فقط، ويبلغ طولها البؤري 6.5 سم، وتنعكس الأشعة الصادرة من المرآة الرئيسية بواسطة مرآة مسطحة صغيرة في العدسة الجانبية، وهي محدبة مسطحة عدسة. في البداية، تم تكبير عاكس نيوتن 41 مرة، ولكن بعد تغيير العدسة وتقليل التكبير إلى 25 مرة، وجد العالم أن الأجرام السماوية تبدو أكثر سطوعًا وكانت أكثر ملاءمة للمراقبة.

وفي عام 1671، بنى نيوتن عاكسًا ثانيًا أكبر قليلاً من الأول (كان قطر المرآة الرئيسية 3.4 سم وطول بؤري 16 سم). تبين أن نظام نيوتن مريح للغاية، ولا يزال يستخدم بنجاح حتى يومنا هذا.

الشكل 4. يعكس التلسكوب

الشكل 5. التلسكوب العاكس (النظام النيوتوني)

6. التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري)

أدت الرغبة في تقليل جميع الانحرافات المحتملة للتلسكوبات العاكسة والمنكسرة إلى إنشاء تلسكوبات ذات عدسة مرآة مدمجة. تستخدم التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاسية الانكسارية) كلا من العدسات والمرايا، مما يسمح تصميمها البصري بجودة صورة عالية الدقة ممتازة، على الرغم من أن التصميم بأكمله يتكون من أنابيب بصرية قصيرة جدًا ومحمولة.

وفي هذه الأجهزة يتم فصل وظائف المرايا والعدسات بحيث تشكل المرايا الصورة وتقوم العدسات بتصحيح انحرافات المرايا. تم إنشاء أول تلسكوب من هذا النوع من قبل أخصائي البصريات ب. شميدت، الذي عاش في ألمانيا عام 1930. في تلسكوب شميدت، تتمتع المرآة الرئيسية بسطح عاكس كروي، مما يعني التخلص من الصعوبات المرتبطة بالمرايا المكافئة. وبطبيعة الحال، فإن المرآة الكروية ذات القطر الكبير لديها انحرافات ملحوظة للغاية، كروية في المقام الأول. الانحراف الكروي هو تشويه في الأنظمة البصريةوذلك لأن الأشعة الضوئية الصادرة من مصدر نقطي يقع على المحور البصري لا تتجمع عند نقطة واحدة مع مرور الأشعة عبر أجزاء النظام البعيدة عن المحور. ومن أجل تقليل هذه الانحرافات، وضع شميدت عدسة تصحيح زجاجية رقيقة في مركز انحناء المرآة الرئيسية. يبدو للعين وكأنه زجاج مسطح عادي، ولكن في الواقع سطحه معقد للغاية (على الرغم من أن الانحرافات عن المستوى لا تتجاوز بضعة أجزاء من المئات من المليمتر). وهو مصمم لتصحيح الانحراف الكروي والغيبوبة والاستجماتيزم في المرآة الأساسية. في هذه الحالة، هناك نوع من التعويض المتبادل لانحراف المرآة والعدسة. على الرغم من أن الانحرافات الطفيفة تظل غير مصححة في نظام شميدت، إلا أن التلسكوبات من هذا النوع تعتبر بجدارة الأفضل لتصوير الأجرام السماوية. المشكلة الرئيسية في تلسكوب شميدت هي أنه بسبب الشكل المعقد للوحة التصحيح، فإن تصنيعها محفوف بصعوبات هائلة. لذلك، يعد إنشاء كاميرات شميدت الكبيرة حدثًا نادرًا في مجال التكنولوجيا الفلكية.

في عام 1941، اخترع أخصائي البصريات السوفيتي الشهير د. د. ماكسوتوف نوعًا جديدًا من التلسكوب ذي العدسة المرآة، خاليًا من العيب الرئيسي لكاميرات شميدت. في نظام ماكسوتوف، كما في نظام شميدت، تتمتع المرآة الرئيسية بسطح مقعر كروي. ومع ذلك، بدلا من عدسة تصحيح معقدة، استخدم Maksutov هلالة كروية - عدسة محدبة مقعرة متباعدة ضعيفة، والتي يعوض انحرافها الكروي تماما تفاصيل التحقيقالمرآة الرئيسية. وبما أن الغضروف المفصلي منحني قليلاً ولا يختلف كثيرًا عن اللوحة المتوازية، فإنه لا يحدث أي انحراف لوني تقريبًا. في نظام Maksutov، تكون جميع أسطح المرآة والغضروف المفصلي كروية، مما يسهل تصنيعها بشكل كبير.

الشكل 5. تلسكوب ذو عدسة مرآة

7. التلسكوبات الراديوية

تصل الانبعاثات الراديوية من الفضاء إلى سطح الأرض دون امتصاص كبير. تم بناء أكبر الأدوات الفلكية – التلسكوبات الراديوية – لاستقبالها. التلسكوب الراديوي هو أداة فلكية مصممة لدراسة الأجرام السماوية في نطاق الموجات الراديوية. يعتمد مبدأ تشغيل التلسكوب الراديوي على استقبال ومعالجة موجات الراديو والأمواج في نطاقات أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي من مصادر الإشعاع المختلفة. هذه المصادر هي: الشمس والكواكب والنجوم والمجرات والكوازارات وغيرها من أجسام الكون، وكذلك الغاز. تعكس الهوائيات المرآة المعدنية، التي يصل قطرها إلى عدة عشرات من الأمتار، موجات الراديو وتجمعها مثل التلسكوب العاكس البصري. تُستخدم أجهزة الاستقبال الراديوية الحساسة لتسجيل الانبعاثات الراديوية.

من خلال ربط التلسكوبات الفردية، تم زيادة دقةها بشكل كبير. تعتبر مقاييس التداخل الراديوي أكثر "رؤية" من التلسكوبات الراديوية التقليدية، لأنها تستجيب للإزاحات الزاويّة الصغيرة جدًا للنجم، مما يعني أنها تجعل من الممكن دراسة الأجسام ذات الأبعاد الزاويّة الصغيرة. في بعض الأحيان، لا تتكون مقاييس التداخل الراديوي من اثنين، بل من عدة تلسكوبات راديوية.

8. تلسكوب هابل الفضائي

مع إطلاق تلسكوب هابل الفضائي (HST) إلى مداره، حقق علم الفلك قفزة هائلة إلى الأمام. ولكونه يقع خارج الغلاف الجوي للأرض، يستطيع HST تسجيل الأشياء والظواهر التي لا يمكن تسجيلها بواسطة الأجهزة الموجودة على الأرض. تظهر صور الأجسام المرصودة بالتلسكوبات الأرضية ضبابية بسبب الانكسار الجوي وكذلك الحيود في مرآة العدسة. يسمح تلسكوب هابل بملاحظات أكثر تفصيلاً. تم تطوير مشروع HST بواسطة وكالة ناسا بمشاركة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA). ويتم إطلاق هذا التلسكوب العاكس، الذي يبلغ قطره 2.4 متر (94.5 بوصة)، إلى مدار منخفض (610 كيلومترات) باستخدام المكوك الفضائي الأمريكي (SPACE SHUTTLE). ويتضمن المشروع صيانة دورية واستبدال المعدات الموجودة على متن التلسكوب. العمر التصميمي للتلسكوب هو 15 عامًا أو أكثر.

وباستخدام تلسكوب هابل الفضائي، تمكن علماء الفلك من قياس المسافات إلى النجوم والمجرات بشكل أكثر دقة، وتوضيح العلاقة بين متوسط ​​الحجم المطلق للقيفاويات وفترة التغير في سطوعها. ثم تم استخدام هذا الاتصال لأكثر من ذلك تعريف دقيقالمسافات إلى المجرات الأخرى من خلال مراقبة النجوم القيفاوية الفردية في هذه المجرات. النجوم القيفاوية عبارة عن نجوم متغيرة نابضة، يتغير سطوعها بسلاسة ضمن حدود معينة خلال فترة ثابتة تتراوح من يوم واحد إلى 50 يومًا. وكانت المفاجأة الكبرى لعلماء الفلك الذين استخدموا تلسكوب هابل، اكتشاف مجموعات من المجرات في اتجاهات كان يُعتقد سابقًا أنها فضاء فارغ.

9. الاستنتاج

عالمنا يتغير بسرعة كبيرة. هناك تقدم في مجال الدراسات والعلوم. كل اختراع جديد هو بداية الدراسات اللاحقة لأي مجال وإنشاء شيء جديد أو أكثر تحسينًا. هكذا هو الحال في علم الفلك - مع إنشاء التلسكوب، تم اكتشاف العديد من الأشياء الجديدة، وبدأ كل شيء بإنشاء تلسكوب غاليليو بسيط، من وجهة نظر عصرنا. واليوم، تمكنت البشرية من أخذ تلسكوب إلى الفضاء. هل كان من الممكن أن يفكر جاليليو في هذا الأمر عندما ابتكر التلسكوب الخاص به؟

مبدأ التلسكوب ليس تكبير الأشياء، بل جمع الضوء. كلما زاد حجم العنصر الرئيسي الذي يجمع الضوء - العدسة أو المرآة، كلما زاد الضوء الذي يجمعه. والأهم من ذلك، أن إجمالي كمية الضوء التي يتم جمعها هي التي تحدد في النهاية مستوى التفاصيل التي يتم رؤيتها.

ونتيجة لذلك، فإن للتلسكوب ثلاثة أغراض رئيسية: فهو يجمع الإشعاع من الأجرام السماوية إلى جهاز الاستقبال؛ يبني صورة لجسم أو منطقة معينة من السماء في المستوى البؤري لها؛ يساعد على تمييز الأشياء الموجودة على مسافات زاوية متقاربة من بعضها البعض وبالتالي لا يمكن تمييزها بالعين المجردة.

في الوقت الحاضر، من المستحيل تخيل دراسة علم الفلك بدون التلسكوبات.

قائمة الأدب المستخدم

1. B.A.Vorontsov-Velyaminov، E.K.Strout، علم الفلك الصف الحادي عشر؛ 2002
2. في.ن.كوماروف، علم الفلك الرائع، 2002
3. جيم بريثوت، 101 فكرة رئيسية: علم الفلك؛ م، 2002
4. http://mvaproc.narod.ru
5. http://infra.sai.msu.ru
6. http://www.astrolab.ru
7. http://referat.ru; ملخص يوري كروغلوف عن الفيزياء حول هذا الموضوع

"التصميم والغرض ومبدأ التشغيل وأنواع وتاريخ التلسكوب."

8. http://referat.wwww4.com; ملخص بقلم فيتالي فومين حول موضوع "المبدأ

عمل والغرض من التلسكوب."

مركز GOU التعليمي رقم 548 "Tsaritsyno" ستيبانوفا أولغا فلاديميروفنا ملخص عن علم الفلك موضوع الملخص: "مبدأ التشغيل والغرض من التلسكوب" المعلم: Zakurdaeva S.Yu Ludza 2007