يستخدم العاكس في تشغيل التلسكوب. موسوعة المدرسة

يستخدم علماء الفلك الهواة بشكل رئيسي نوعين تقليديين من التلسكوبات عند إجراء الملاحظات. هذه هي التلسكوبات - منكسراتحيث يتم استخدام العدسات والتلسكوبات لتكوين الصورة - عاكساتحيث تخدم المرآة لهذه الأغراض.
في بعض الأحيان يستخدمون لبناء صورة الأنظمة الانكسارية الضوئيةوهي عبارة عن مجموعات من عدة عدسات ومرايا ( تلسكوب عدسة المرآة).

عندما نفكر في مراقبة السماء المرصعة بالنجوم، نتخيل شيئًا كهذا. سأخبرك على الفور أن الواقع يختلف عن التصوير الفوتوغرافي.

الجزء الرئيسي من أي تلسكوب الذي ينتج الصورة هو عدسة. من خصائصه - الفتحاتد، البعد البؤري/و العلاقة البؤرية f/D - يعتمد على نطاق الملاحظات التي يسمح بها التلسكوب المحدد.

بالطبع، تُفضل التلسكوبات ذات الفتحة الواسعة (قطر العدسة الكبير) لأنها تحتوي على سطح كبير لجمع الضوء، ولها دقة عالية، وتوفر تكبيرًا كبيرًا. ومع ذلك، فإن التلسكوبات ذات الفتحة الكبيرة، بغض النظر عن نوعها، تكون أكثر تكلفة وضخمة.

جمع وحل قوة التلسكوبات

أهم ما يميز كل من التلسكوب والمنظار هو فتحة(د)- قطر العدسة.

تحدد الفتحة أبعاد سطح التجميع الذي تتناسب مساحته مع مربع القطر. كلما كان سطح التجميع للجهاز أكبر، كان الكائن الذي يسمح بمراقبته أضعف. وبالتالي، فإن الحد الأقصى للقدر النجمي لجسم ما والذي يمكن ملاحظته من خلال تلسكوب معين يعتمد على مربع قطر العدسة.

السمة المهمة التالية للتلسكوب هي دقةأي القدرة على تمييز أصغر التكوينات الموجودة على أقراص الكواكب أو النجوم المزدوجة.

إذا تم قياس قطر العدسة بالملليمتر، فسيتم تحديد الدقة، المعبر عنها بالثواني القوسية، بالقيمة 138/D.

بالنسبة للعدسات ذات التركيز البؤري الطويل ذات النسبة البؤرية الأكبر من f/12*، تكون الدقة أعلى قليلاً ويتم تحديدها بواسطة الصيغة 116/D.

الدقة الأقل قليلاً للعاكسات والتلسكوبات الانكسارية الضوئية مقارنة بالتلسكوبات المنكسرة ذات قطر العدسة نفسه ترجع جزئيًا إلى فحص الجزء المركزي من شعاع الضوء الذي يمر عبر العدسة. يمكن أيضًا أن تتأثر جودة الصورة، خاصة مع التلسكوبات العاكسة، بشكل كبير بتيارات الهواء في أنبوب التلسكوب.

التلسكوبات المنكسرة

عدسة التلسكوب المنكسر عبارة عن نظام لوني ملتصق ببعضه البعض من عدة عدسات، والذي يجمع الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة في بؤرة واحدة.

عادة، تكون النسب البؤرية للكاسرات الهواة أقل من f/10 أو f/12، نظرًا لأن العدسات اللونية ذات الإسقاط الأقصر غالية الثمن للغاية. لذلك، من الأفضل استخدام المنكسرات في عمليات الرصد التي تتطلب نسبًا بؤرية كبيرة وتكبيرًا عاليًا إلى حد ما ومجال رؤية محدودًا.

لإجراء ملاحظات جادة، من الضروري استخدام التلسكوبات ذات الفتحة التي لا تقل عن 75 ملم.

بالطبع، من الممكن إجراء ملاحظات في التلسكوبات ذات الفتحات الأصغر، لكن يجب أن نتذكر، خاصة بالنسبة للمبتدئين، أن مثل هذه الملاحظات محفوفة بصعوبات كبيرة؛ لهذا السبب، قد تكون الملاحظات باستخدام منظار جيد أكثر إنتاجية من التلسكوب ذي الفتحة الصغيرة.

على عكس الأنواع الأخرى من التلسكوبات، لا توجد خسائر في المنكسرات بسبب الفحص الجزئي لشعاع الضوء بواسطة المرايا المتوسطة، ومع ذلك، أثناء عمليات الرصد، كقاعدة عامة، يتم استخدام المنكسرات ذات العدسات التي يقل قطرها عن 100 مم؛

تعتبر المنكسرات الكبيرة ذات الفتحات التي تزيد عن 150 مم أقل شيوعًا، لأنها باهظة الثمن وضخمة الحجم.

التلسكوبات العاكسة

تحتوي معظم التلسكوبات العاكسة للهواة على نسب بؤرية تبلغ f/6 - f/8؛ بالمقارنة مع الكاسرات، فهي أكثر ملاءمة لعمليات الرصد التي تتطلب مجال رؤية أوسع وتكبيرًا أقل.

هناك التلسكوبات العاكسة أنواع مختلفة. في ممارسة ملاحظات الهواة، يتم استخدام نوعين من العاكسات في أغلب الأحيان: أنظمة نيوتنو نظام كاسجرين.

في التلسكوب النيوتوني، تكون المرآة الثانوية مسطحة، وبالتالي فإن الطول البؤري والنسبة البؤرية للعدسة ثابتان. في تلسكوب كاسيجرين، تكون المرآة الثانوية محدبة، مما يزيد بشكل كبير من الطول البؤري الإجمالي للتلسكوب وبالتالي يغير نسبة التركيز الفعالة. لهذا السبب، تُستخدم عاكسات كاسجرين لنفس النوع من الملاحظات مثل التلسكوبات الكاسرة.

أكبر ميزة للعاكسات هي تكلفتها المنخفضة. بالنسبة لنفس الفتحة، فهي أرخص بكثير من أي نوع آخر من التلسكوبات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن صنع المرآة اللازمة للعدسة العاكسة بنفسك، أو في الحالة القصوى، يمكنك شراؤها ببساطة، ويمكن تجميع أنبوب هذا التلسكوب بسهولة في المنزل.

تقريبا كل شيء التلسكوبات الهواةذات سطح تجميع كبير (أقطار العدسة أكثر من 200 مم) عبارة عن عاكسات. الحد الأدنى لقطر عدسة العاكسات، والتي تستخدم عادة للملاحظات العامة، هو حوالي 150 ملم؛ لا يكلف هذا العاكس أكثر من منكسر ذو عدسة يبلغ قطرها 75 ملم. نظرًا لأن العاكس يحتوي على سطح تجميع كبير، فيمكن ملاحظة الأجسام الخافتة من خلاله، ولكنه ليس مضغوطًا مثل العاكس المنكسر.

تحتل العواكس الأصغر حجمًا ذات النسب البؤرية الصغيرة موقعًا متوسطًا في خصائصها بين المناظير والعاكسات التقليدية؛ وبالإضافة إلى ذلك، فهي مدمجة تماما.

ومع ذلك، عاكسات لها أيضا عيوب. وأهمها هو الحاجة إلى تحديث الطلاءات العاكسة وضبط العناصر البصرية من وقت لآخر. في حالة عدم وجود زجاج بصري باهظ الثمن، يغلق الأنبوب العاكس بإحكام، فمن الضروري تغطية كل مرآة تلسكوب بغطاء أو غطاء لمنع اختراق الغبار.

عند المراقبة، قد تكون العدسة العينية في التلسكوب النيوتوني في وضع حرج؛ لتجنب ذلك، من الضروري توفير إمكانية تدوير أنبوب التلسكوب.

إذا لم يتم إغلاق الأنبوب العاكس بإحكام بواسطة نافذة بصرية، فإن الهواء الخارجي البارد الذي يخترقه يخلق تيارات الهواء، تدهور الصورة. جداً وسيلة فعالةيمكن التغلب على هذا العيب باستخدام أنابيب عازلة للحرارة كبيرة، ولكن في كثير من الأحيان يتم استخدام "أنابيب" الهيكل العظمي لهذا الغرض.

لسوء الحظ، في الحالة الأخيرة، تنشأ مشاكل أخرى تتعلق بتدفق الهواء الدافئ من المراقب نفسه (لذا حاول ارتداء ملابس عازلة أكثر عند المراقبة!). بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ذلك إلى زيادة كمية الندى على العناصر البصرية. لهذا أهمية عظيمةيكتسب التصميم الصحيح للمرصد نفسه.

نظام التلسكوب الانكساري البصري ( تلسكوب عدسة المرآة)

من بين التلسكوبات الانكسارية الضوئية، التلسكوبات هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. نظام ماكسوتوفو نظام شميت كاسيجرين.

عند طول بؤري معين، تكون أكثر سهولة في الحمل وملاءمة للمراقبة، خاصة عند دمجها مع مجموعة متنوعة من الأجهزة التي توفر تتبعًا للحركة المعقدة الأجرام السماوية. وبطبيعة الحال، فإن هذه التلسكوبات أغلى بكثير من المنكسرات والعاكسات من نفس الحجم.

تتمتع التلسكوبات الانعكاسية الانعكاسية بنسب بؤرية كبيرة: f/10 وf/12 وحتى f/15، لذلك يمكن استخدامها لأداء نفس المهام مثل منكسرات Cassegrain والعاكسات.

كيفية اختبار التلسكوب قبل الشراء

يمكن إجراء عدد من الدراسات حول جودة بصريات التلسكوب بشكل مستقل، ولكن يجب أن نتذكر هذا المثالي الأنظمة البصريةغير موجود. أي نظام بصري يشوه الصور، وتسمى هذه التشوهات الانحرافات.

عند تصنيع التلسكوب، يتم السعي لتقليل الانحرافات إلى الحد الأدنى. تعتمد المتطلبات المحددة لحجم الانحرافات المسموح بها على طبيعة البحث الذي تم تصميم التلسكوب من أجله. على سبيل المثال، عند دراسة الكواكب وتصوير الأجرام السماوية، تكون متطلبات حجم الانحرافات المسموح بها أعلى مما كانت عليه أثناء عمليات الرصد.

انحراف لوني، المميزة بدرجة أو بأخرى للمنكسرات والتلسكوبات من بعض الأنواع الأخرى، يتم التعبير عنها في تلوين صورة الأجرام السماوية. ويمكن ملاحظته بشكل خاص عند الحدود الحادة بين المناطق المضيئة والمظلمة، مثل أطراف القمر، وما إلى ذلك. ولا تخلق التلسكوبات العاكسة هذا النوع من الانحراف.

التوفر تشوه(التشوهات في صورة المواضع النسبية للنجوم) يمكن التحقق منها من خلال ملاحظة صورة خط مستقيم أو بناء الطوب المستطيل في جدار المنزل.

تحقق من كيفية قيام التلسكوب الخاص بك بإنتاج صورة لمصدر نقطي. إذا كان ذلك ممكنا، فمن الأفضل أن تفعل ذلك في الليل، وفحص صورة النجوم. يمكن إجراء مثل هذه الفحوصات خلال النهار، ومراقبة "النجوم الاصطناعية" ( ضوء الشمس، ينعكس بواسطة بالون بعيد) أو أي مصدر ضوء نقطي آخر.

نعم، على الرغم من أن هذا يبدو تافهًا، إلا أنه لا يزال من المفيد تذكيرك بأن التلسكوب أداة دقيقة وحساسة للغاية. التحقق من ذلك بعناية قبل الشراء؛ خيبة الأمل من "لعبة" ذات الجودة المنخفضة سوف تثبطك عن دراسة السماء المرصعة بالنجوم

في التلسكوب الجيد، يتم التركيز على صورة النجم بدقة ولها شكل قرص حيود مستدير تمامًا. يجب أن يكون لهذه الصور شكل دائرة مثالية، ليس فقط في نطاق التركيز، ولكن أيضًا خارج نطاق التركيز. استطالتها تشير إلى وجودها الاستجماتيزمأو تشوه العناصر البصرية للتلسكوب، والذي قد يحدث بسبب التركيب غير الصحيح.

تتم الإشارة إلى انحناء المجال عن طريق إلغاء تركيز صورة النجم أثناء تحركه من المركز إلى حافة مجال رؤية التلسكوب. إن انحناء المجال متأصل في معظم التلسكوبات، لكن هذا العيب يؤثر بشكل رئيسي على الملاحظات الفوتوغرافية. انحراف آخر، غيبوبة، يتجلى في استطالة صورة النجم (يأخذ شكل المذنب) على حافة مجال الرؤية. توجد الغيبوبة أيضًا في معظم التلسكوبات، ولكنها تكون أكثر وضوحًا في العاكسات منها في المنكسرات.

تتضمن عمليات فحص المكونات الميكانيكية للتلسكوب وتركيبها بشكل أساسي الطابع العام. للحصول على أداء جيد، من الضروري تحقيق الصلابة الهيكلية لكل من أنبوب التلسكوب نفسه وحامله. وأفضل طريقة لتحقيق ذلك هي تثبيت محاور التلسكوب بقوة - حيث يتم تثبيت كل منها على دعامتين متباعدتين بشكل كافٍ.

يجب أن يكون الدوران حول المحاور سلسًا، وفي التركيبات الاستوائية، يجب أن يكون كلا المحورين مزودين بمسامير قفل. يجب أن تعمل جميع محركات الأقراص وإطارات تركيز العدسة وآليات ضبط التلسكوب الأخرى دون رد فعل عنيف.

وتنقسم حسب تصميمها البصري إلى:

• عدسة ( منكسراتأو انكساري) - يتم استخدام عدسة أو نظام عدسة كعدسة.
• مرآة ( عاكساتأو نجازي) - تستخدم مرآة مقعرة كعدسة.
• التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري) - تُستخدم مرآة كروية كعدسة، وتعمل العدسة أو نظام العدسات أو الغضروف المفصلي على التعويض عن الانحرافات.

صفات

• تعتمد دقة التلسكوب على قطر العدسة. يتم فرض حد الدقة من خلال ظاهرة الحيود - انحناء موجات الضوء حول حواف العدسة، مما يؤدي إلى ظهور حلقات بدلاً من صورة نقطة. بالنسبة للنطاق المرئي، يتم تحديده بواسطة الصيغة

ص = 140 د (\displaystyle r=(\frac (140)(D))),

أين ص (\displaystyle r) هو القرار الزاوي في ثانية قوسية، و د (\displaystyle D) - قطر العدسة بالملليمتر. هذه الصيغة مشتقة من تعريف حد دقة النجمين حسب رايلي. إذا كنت تستخدم تعريفات أخرى لحد الدقة، فيمكن أن يكون المعامل العددي أقل، حتى 114 وفقًا لحد Dawes.

ومن الناحية العملية، فإن الدقة الزاوية للتلسكوبات محدودة بسبب الارتعاش الجوي - حوالي 1 ثانية قوسية، بغض النظر عن فتحة التلسكوب.

• يتم تحديد التكبير الزاوي أو التكبير للتلسكوب من خلال النسبة

Γ = F f (\displaystyle \Gamma =(\frac (F)(f))),

أين ف (\displaystyle F) و و (\displaystyle f) - البعد البؤري للعدسة والعدسة على التوالي. وفي حالة استخدام وحدات بصرية إضافية بين العدسة والعدسة العينية (الأنظمة الدوارة، عدسات بارلو، الضواغط وغيرها)، يجب أن يتضاعف التكبير بتعدد الوحدات المستخدمة.

ω = Ω Γ (\displaystyle \omega =(\frac (\Omega )(\Gamma ))),

أين Ω (\displaystyle \Omega ) - مجال الرؤية الزاوي للعدسة (مجال الرؤية الظاهري - AFOV)، و Γ (\displaystyle \Gamma ) - تكبير التلسكوب (الذي يعتمد على البعد البؤري للعدسة العينية - انظر أعلاه).

A = D F = 1 ∀ = ∀ − 1 (\displaystyle A=(\frac (D)(F))=(\frac (1)(\forall ))=(\forall )^(-1)). ∀ = F D = 1 A = A − 1 (\displaystyle (\forall )=(\frac (F)(D))=(\frac (1)(A))=(A)^(-1)).

أ (\displaystyle A) و ∀ (\displaystyle (\forall))نكون خصائص مهمةعدسة التلسكوب. هذه هي الكميات المتبادلة. كلما كانت الفتحة النسبية أكبر، كان البعد البؤري النسبي أصغر وزادت الإضاءة في المستوى البؤري لعدسة التلسكوب، وهو أمر مفيد للتصوير الفوتوغرافي (يسمح لك بتقليل سرعة الغالق مع الحفاظ على التعرض للضوء). ولكن في الوقت نفسه، يتم الحصول على مقياس صورة أصغر على إطار الكاشف الضوئي.

• مقياس صورة المتلقي:

ش = 3440 فهرنهايت (\displaystyle u=(\frac (3440)(F))),

أين ش (\displaystyle u) - المقياس بالدقائق القوسية لكل مليمتر ("/ مم)، و ف (\displaystyle F) - البعد البؤري للعدسة بالملليمتر. إذا كانت الأبعاد الخطية لمصفوفة CCD ودقتها وحجم بكسلاتها معروفة، فمن هنا يمكننا حساب دقة الصورة الرقمية بالدقائق القوسية لكل بكسل.

المخططات البصرية الكلاسيكية

مخطط جاليليو

كان لتلسكوب جاليليو عدسة واحدة متقاربة كهدف، وعدسة متباعدة كعدسة عينية. ينتج هذا التصميم البصري صورة غير مقلوبة (أرضية). تتمثل العيوب الرئيسية للتلسكوب الجليلي في مجال الرؤية الصغير للغاية والانحراف اللوني القوي. ولا يزال هذا النظام يستخدم في مناظير المسرح، وأحيانًا في تلسكوبات الهواة محلية الصنع.

مخطط كيبلر

مخطط غريغوري

تم اقتراح هذا التصميم عام 1663 من قبل جيمس غريغوري في كتابه اوبتيكا بروموتا. المرآة الرئيسية في مثل هذا التلسكوب هي مرآة مقعرة مكافئة. يعكس الضوء على مرآة ثانوية أصغر (بيضاوية مقعرة). منه يتم توجيه الضوء مرة أخرى - إلى الفتحة الموجودة في وسط المرآة الرئيسية، والتي توجد خلفها العدسة. المسافة بين المرايا أكبر من البعد البؤري للمرآة الرئيسية، وبالتالي تكون الصورة مستقيمة (على عكس المقلوبة في التلسكوب النيوتوني). توفر المرآة الثانوية تكبيرًا عاليًا نسبيًا عن طريق تمديد البعد البؤري.

مخطط كاسجرين

مخطط ريتشي-كريتيان

مستقبلات الإشعاع

مصفوفات CCD

تتكون مصفوفة CCD (CCD، "جهاز الشحن المزدوج") من صمامات ثنائية ضوئية حساسة للضوء، وهي مصنوعة على أساس السيليكون، وتستخدم تقنية الجهاز المزدوج الشحنة CCD. لفترة طويلةمصفوفات CCD هي النوع الوحيد واسع الانتشار من أجهزة الاستشعار الضوئي. أدى تطور التكنولوجيا إلى حقيقة أنه بحلول عام 2008، أصبحت مصفوفات CMOS بديلاً لأجهزة CCD.

مصفوفات CMOS

تعتمد مصفوفة CMOS (CMOS، "أشباه الموصلات لأكسيد المعدن التكميلي") على تقنية CMOS. تم تجهيز كل بكسل بمضخم قراءة، ويتم أخذ عينات من الإشارة من بكسل معين بشكل عشوائي، كما هو الحال في رقائق الذاكرة.

أنظمة البصريات التكيفية

• نظام نجمة دليل الليزر. شعاع الليزريتم إرساله إلى السماء لتكوين نجم اصطناعي في أي جزء من السماء في طبقة الصوديوم من الغلاف الجوي للأرض على ارتفاع حوالي 90 كيلومترا. يتم استخدام الضوء الصادر من مثل هذا النجم الاصطناعي لتشويه مرآة خاصة، مما يزيل الوميض ويحسن جودة الصورة.

علم الميكانيكا

تتعدد

الحامل عبارة عن دعامة دوارة تسمح لك بتوجيه التلسكوب نحو الكائن المطلوب، وأثناء المراقبة أو التصوير الفوتوغرافي على المدى الطويل، للتعويض عن الدوران اليومي للأرض. ويتكون من محورين متعامدين بشكل متبادل لتوجيه التلسكوب نحو جسم المراقبة، وقد يحتوي على محركات وأنظمة لقياس زوايا الدوران. يتم تثبيت الحامل على أي قاعدة: عمود أو حامل ثلاثي القوائم أو أساس. تتمثل المهمة الرئيسية للتركيب في التأكد من خروج أنبوب التلسكوب إلى الموقع المحدد وتوجيه كائن المراقبة بسلاسة.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة حل المشكلات هي ما يلي:

• تعقيد قانون التغير في الانكسار الجوي
• الانكسار التفاضلي
• الدقة التكنولوجية لتصنيع المحركات
• تحمل الدقة
• تشوه جبل

الجبل الاستوائي وأصنافه

• يختلف تشوه الحامل اعتمادًا على موضع التلسكوب.
• عندما يتغير موضع التلسكوب، يتغير الحمل على المحامل أيضًا.
• صعوبة المزامنة مع قبة الجبل

بديل السمت جبل

أكبر التلسكوبات البصرية

التلسكوبات الكاسرة

المرصد	موقع	القطر، سم/بوصة	سنة مرافق / تفكيك	ملحوظات
تلسكوب من معرض باريس العالمي عام 1900.	باريس	125 / 49.21"	1900 / 1900	أكبر منكسر في العالم تم بناؤه على الإطلاق. تم توجيه الضوء من النجوم إلى عدسة التلسكوب الثابت باستخدام Siderostat.
مرصد يركس	(خليج ويليامز في ويسكونسن).	102 / 40"	1897	أكبر منكسر في العالم 1897-1900. بعد التفكيك، أصبح التلسكوب الخاص بمعرض باريس العالمي عام 1900 مرة أخرى أكبر منكسر قيد الاستخدام. منكسر كلارك.
مرصد ليكا	جبل هاميلتون، كاليفورنيا	91 / 36"	1888
مرصد باريس	ميدون، فرنسا	83 / 33"	1893	عدسة بصرية مزدوجة 83 سم فوتوغرافي - 62 سم.
	بوتسدام، ألمانيا	81 / 32"	1899	مزدوج، مرئي 50 سم، فوتوغرافي 80 سم.
مرصد جميل	فرنسا	76 / 30"	1880
مرصد بولكوفو	سان بطرسبورج	76 / 30"	1885
مرصد أليغيني	بيتسبرغ، بنسلفانيا	76 / 30"	1917	ذوبان المنكسر
مرصد غرينتش	غرينتش، المملكة المتحدة	71 / 28"	1893
مرصد غرينتش	غرينتش، المملكة المتحدة	71 / 28"	1897	ثنائي، مرئي 71 سم، فوتوغرافي 66
مرصد أرشنهولد	برلين، ألمانيا	70 / 27"	1896	أطول منكسر حديث

التلسكوبات الشمسية

المرصد	موقع	القطر، م	عام من البناء
كيت بيك	توكسون، أريزونا	1,60	1962
سكرامنتو بيك	البقع الشمسية، نيو مكسيكو	1,50	1969
مرصد القرم للفيزياء الفلكية	شبه جزيرة القرم	1,00	1975
التلسكوب الشمسي السويدي	بالما، جزر الكناري	1,00	2002
كيت بيك قطعتين في مبنى مشترك بمساحة 1.6 متر	توكسون، أريزونا	0,9	1962
تيد	تينيريفي، جزر الكناري	0,9	2001
مرصد سايان الشمسي، روسيا	موندي، بورياتيا	0,8	1975
كيت بيك	توكسون، أريزونا	0,7	1973
، ألمانيا	تينيريفي، جزر الكناري	0,7	1988
ميتاكا	طوكيو، اليابان	0,66	1920

كاميرات شميدت

المرصد	موقع	قطر لوحة التصحيح - المرآة، م	عام من البناء
مرصد كارل شوارزشيلد	توتنبرج، ألمانيا	1,3-2,0	1960
مرصد بالومار	جبل بالومار، كاليفورنيا	1,2-1,8	1948
مرصد انحياز الربيع	كونابارابران، أستراليا	1,2-1,8	1973
مرصد طوكيو الفلكي	طوكيو، اليابان	1,1-1,5	1975
المرصد الأوروبي الجنوبي	لاسيلا، تشيلي	1,1-1,5	1971

التلسكوبات العاكسة

اسم	موقع	قطر المرآة، م	عام من البناء
تلسكوب جنوب أفريقيا العملاق، سولت	ساذرلاند، جنوب أفريقيا	11	2005
تلسكوب الكناري العظيم	بالما، جزر الكناري	10,4	2002
تلسكوبات كيك	مونا كيا، هاواي	9.82×2	1993, 1996
تلسكوب هوبي إيبرلي، HET	جيف ديفيس، تكساس	9,2	1997

لقد قمنا بالبحث قليلاً في أصول التلسكوب، وألقينا أيضًا نظرة فاحصة على التلسكوب المنكسر، بما في ذلك مثال اثنين من النماذج. دعونا نخطو خطوة إلى الأمام ونتحدث عن التلسكوبات العاكسة.

الفرق الرئيسي بين العاكس والتلسكوب الكاسر هو أنه في العاكس، ليست العدسة، بل المرآة هي المسؤولة عن جمع الضوء وتكبير الصورة.

توجد مرآة مكافئة (في الغالب، ولكن في بعض الأحيان كروية) في الجزء السفلي من أنبوب التلسكوب. فهو يجمع الضوء ويركز الصورة الناتجة على مرآة مساعدة صغيرة (ثانوية)، والتي "توجه" الصورة بالفعل إلى العدسة. وفي هذه الحالة ينظر الراصد من خلال التلسكوب من الجانب، وحتى من الجانب الموجه نحو السماء مباشرة. يمكن لمثل هذا الجهاز أن يربك البعض، وفي البداية سيتعين على الشخص الذي اعتاد على استخدام المنكسر بشكل أساسي أن يكافح قليلاً مع أدوات التحكم.

تم اختراع أول عاكس في عام 1667 على يد السير إسحاق نيوتن، الذي يبدو أنه سئم من الانحرافات اللونية المتأصلة في جميع الكاسرات. ومع ذلك، بدلاً من التأثير اللوني المعتاد، تلقى نيوتن ميزات أخرى للصورة تصاحب معظم العاكسات اليوم.

وبشكل أكثر تحديدًا، فإن العاكس النيوتوني (لا يزال هذا الاسم يستخدم للتلسكوبات من هذا النوع) له انحرافاته الخاصة. معظم محبي علم الفلك يشكون مما يسمى بـ “الغيبوبة”. يخلق هذا التأثير إحساسًا بأن مركز الصورة وحوافها متباعدان عن بعضهما البعض - أي أن النجوم في المركز تبدو كما ينبغي، مثل النقاط، وعند الحواف تبدو مثل المذنبات: ملطخة، "أشعث و الذيل."

من حيث المبدأ، إذا لم تكن منخرطًا في التصوير الفلكي، فإن ميزة العاكسات هذه لن تزعجك بشكل خاص: بعد كل شيء، يقع الكائن المعني عادةً في وسط الصورة، ويكون مرئيًا للمراقب، وبالتالي لن يعاني من تأثير غيبوبة. وإذا كنت مصورًا فوتوغرافيًا تحلم بالبدء في تصوير السماء المرصعة بالنجوم، فمن الأفضل أن تهتم مسبقًا بالبحث عن مصححين خاصين يقومون بتصحيح هذا الانحراف بالذات.

الغيبوبة ليست العيب الوحيد للعاكسات. وتشمل هذه أيضًا:

• الحاجة إلى ضبط موضع المرآة بشكل دوري - تسمى هذه العملية "التعديل"؛
• حساسية الجهاز للتغيرات في درجات الحرارة - لا يمكنك إخراج التلسكوب من المنزل إلى الشارع في الشتاء والبدء فورًا في إجراء الملاحظات، وإلا فإن الصورة ستخيب ظنك كثيرًا؛
• أبعاد لائقة - هذا الظرف يقيد إلى حد ما شغف السفر مع تلسكوب في حقيبة تحمل على الظهر؛
• الحساسية للطقس السيئ - قد تتسبب الرياح القوية في اهتزاز الصورة؛
• حماية منخفضة من الغبار والملوثات الأخرى - في الواقع، الوصول المباشر إلى المرآة المركزية يسمح للأوساخ بالدخول دون عوائق تقريبًا، ويجب غسل سطح المرآة بعناية فائقة، وإلا فستكون هناك فرصة لإتلافها؛
• خطر الوقوع في بصريات منخفضة الجودة في عاكسات رخيصة.

ومع ذلك، كل هذه العيوب لا يمكن أن تتغلب تماما على المزايا الهامة:

1. سعر. هذه، بالطبع، هي السمة الأكثر إيجابية للعاكس. إنها بسيطة التصميم، وتتطلب المرآة معالجة أقل من كل من العدسات المنكسرة، والتي، بالطبع، لا يمكن إلا أن تؤثر على تكلفة العاكس - وعلاوة على ذلك، للأفضل للمشتري. في الواقع، بنفس السعر، يمكنك العثور على منكسر وعاكس يختلفان بشكل كبير في الفتحة (مرة أخرى، يفوز العاكس). اسمحوا لي أن أذكرك: الفتحة هي قطر العدسة الرئيسية (للمنكسر) أو المرآة الرئيسية (للعاكس). وكما ذكرنا سابقًا، الفتحة الأكبر هي الأفضل دائمًا. ففي نهاية المطاف، تعتمد الدقة والتباين والحد الأقصى للحجم النجمي الذي يمكن تمييزه على هذه الخاصية. وبعبارة أبسط، كلما كانت فتحة العدسة أكبر، كانت جودة الصورة أفضل.
2. يمكن تثبيت العاكس على أخف نوع من التركيبات، والذي يمكنك صنعه بنفسك: حامل Dobsonian هو الأكثر إحكاما من حيث الحجم، بالإضافة إلى أنه مصنوع من الخشب أو اللوح أو الخشب الرقائقي. ومن الواضح أن هذه المواد تتفوق على المعدن في فئة الوزن.
3. أداء ممتاز (كقاعدة عامة) من حيث نسبة الفتحة - هذا النوع من التلسكوبات، خاصة مع التركيب الاستوائي، جيد جدًا في التصوير الفلكي.
4. إذا كانت البصريات ذات جودة عالية، فإن الصورة في الجزء المركزي ستكون خالية عمليا من أي انحرافات - ولا يمكن لمنكسر واحد أن يتباهى بمثل هذا المؤشر.
5. رائعة لمراقبة الأجسام الفضائية العميقة.

ومع ذلك، دعونا ننظر إلى بعض النماذج المناسبة.

على سبيل المثال، لنأخذ تلسكوب Celestron PowerSeeker 127 EQ (7500 روبل روسي).

نموذج ميزانية تمامًا بفتحة ممتازة تبلغ 127 ملم. إذا كنت تأخذ 7500 روبل. (التكلفة المقدرة) بالنسبة لـ "الشريط" النقدي العلوي لشراء تلسكوب، يمكنك العثور على منكسر بقطر عدسة يصل إلى 70 ملم كحد أقصى. وكما قيل أكثر من مرة، كلما كانت فتحة العدسة أكبر، كلما كان ذلك أفضل.

تشتمل المجموعة على عدستين قابلتين للتبديل مقاس 20 و4 مم، بالإضافة إلى عدسة بارلو ثلاثية الطي. في المجمل، إذا نظرت إلى الخصائص المتوفرة مع التلسكوب، فيجب أن توفر هذه البصريات زيادة تصل إلى 750 مرة! ومع ذلك، من الناحية العملية، يمكنك بسهولة حساب حدود التكبير التي سيعطيك الجهاز صورة واضحة لها. كل ما تحتاجه هو ضرب قيمة الفتحة (بالمم) في 1.4 - وسيكون الرقم الناتج هو بالضبط النسبة التي من غير المرجح أن ينتج التلسكوب بعدها صورة فائقة الوضوح. ومع ذلك، إذا قمت بضرب نفس قيمة الفتحة في 2، فستكتشف الحد النوعي المطلق لتكبير جهازك. إذا تحدثنا عن نموذج سيليسترون هذا، فإن 127 × 1.4 = 177.8 مرة، 127 × 2 = 254 مرة. المجموع - 254 مرة سيكون "السقف" من حيث التكبير.

الحد الأقصى لحجم النجوم للأشياء المميزة هو +13 م.

يعد العاكس ذو التركيب الاستوائي جيدًا جدًا لمراقبة الأجرام السماوية، ولكنه ليس عمليًا على الإطلاق بالنسبة للأجرام الأرضية. يحتوي النموذج من Celestron على حامل استوائي مزود بآليات حركة دقيقة ودوائر تنسيقية، وكلها ستساعد المبتدئ على التعامل مع المهمة الصعبة المتمثلة في الإشارة والمراقبة في البداية.

وزن التلسكوب 7.7 كجم، وطول الأنبوب 508 ملم. إنه أكثر إحكاما بكثير من المنكسر بنفس الفتحة - سيكون طوله أكثر من متر، ومؤشر الوزن سوف "يغوص" إلى ما بعد علامة 30 كجم. لا الخيار الأفضلل جولة على الأقدام، أليس كذلك؟

ممثل نموذجي للعاكسات، ممتاز لمراقبة الأجسام في الفضاء السحيق.

الآن دعونا نتحدث عن التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاسية الانكسارية). في بعض الأحيان يطلق عليهم أيضًا النوع المدمج.

إذا كانت العدسة في المنكسر تعتمد على استخدام العدسة، في العاكس - على المرآة، فإن الانكسار البصري يستخدم كلا من العدسات والبصريات المرآة في أجهزتهم. يصعب تصنيع مثل هذه العدسات، لذا سيكون سعرها بطبيعة الحال أعلى من تكلفة عاكس بنفس الفتحة، على سبيل المثال. الميزة الثانية غير السارة لهذا النوع هي أنه نظرًا لتصميمه، لا يمكن لجهاز العدسة المرآة أن يوفر للمراقب صورة واضحة مثل المنكسر على سبيل المثال.

"العيب" الآخر هو أن التلسكوبات ذات العدسات المرآة ذات التصميم البصري Schmidt-Cassegrain ليست، لسوء الحظ، خالية من الانحراف الكوميدي. لكن Maksutov - Cassegrain يمكن أن يتباهى بصورة دون هذه "التدخلات".

ومن بين أمور أخرى، تعتبر تقنية catadioptrics هي الأكثر حساسية للتغيرات نظام درجة الحرارة- المزيد من العاكسات.

ومع ذلك، فإن الجوانب الإيجابية لعدسات العدسات المرآة تلعب أحيانًا دورًا حاسمًا بالنسبة للعديد من المتحمسين لعلم الفلك.

بادئ ذي بدء، هذه، بالطبع، الأحجام. على سبيل المثال، سيكون طول المنكسر ذو الفتحة 90 مم 95 سم على الأقل (وعلى الأرجح حوالي متر). ويبلغ طول فتحة Maksutov-Cassegrain المشابهة في الحجم 28 سم. فرق كبير، أليس كذلك؟ وبالتالي فإن Catadioptrics تزن أيضًا أقل من الأصناف الأخرى.

حسنًا، هناك نقطة لا تقل أهمية وهي الانحرافات، أو بالأحرى غيابها شبه الكامل. إذا كانت البصريات ذات جودة عالية ولم ترتكب الشركة المصنعة أي "أخطاء فادحة" خطيرة في تصنيع التلسكوب، فستكون الصورة خالية من كل تلك "المخالفات" التي تصاحب بالتأكيد، على الأقل إلى حد ما، كل من المنكسرات و عاكسات.

على سبيل المثال، فكر في Celestron NexStar 90 SLT (16300 روبل روسي).

وكما يوحي الاسم، فإن الفتحة هنا تبلغ 90 ملم. هذا هو أحد ممثلي سلسلة Maksut - Cassegrain، أي أن الصورة التي تم الحصول عليها بمساعدتها ستكون خالية عمليا من الانحرافات المعتادة.

تشتمل المجموعة على عدستين عينيتين قابلتين للتبديل مقاس 25 مم (50x) و9 مم (139x)، ويبلغ الحد الأقصى لحجم الكائنات المرصودة 12.3 مترًا.

تركيب السمت مع توجيه الكمبيوتر - يُطلق على نظام مماثل اسم GoTo. يحتوي الجهاز بالفعل على قاعدة بيانات تضم 4000 كائن. عناصر التحكم بسيطة: يمكنك تحديد كائن من قاعدة البيانات و"يستهدف" التلسكوب تلقائيًا المنطقة المطلوبة من السماء. يتم اختيار الكائن باستخدام جهاز التحكم عن بعد، والذي لديه خيار التحديث عبر الإنترنت (بالطبع، عند الاتصال بجهاز كمبيوتر). لا تقتصر إمكانيات هذا التحكم على مجرد اختيار كائن: يتيح لك GoTo التنقل حسب الإحداثيات واستقباله معلومات مختصرةعن أي كائن؛ يمكنه، عند الطلب، تقديم إحداثيات النقطة التي يشير إليها هذه اللحظة. الشيء الوحيد الذي يمكن أن يسبب صعوبات للمبتدئين في علم الفلك هو أنه قبل البدء في استخدام التلسكوب، تحتاج إلى توجيه التلسكوب إلى المنطقة، أي إدخال مكان ووقت المراقبة، وكذلك توجيه التلسكوب نحو بضع نقاط النجوم المعروفة للمستخدم. من حيث المبدأ، فهو نظام مناسب غالبًا ما يوفر وقت المراقب.

حامل ثلاثي من الفولاذ لتحقيق أقصى قدر من الثبات، حامل متوافق - يتم تثبيت الجهاز بحركة سريعة وسهلة. يزن التلسكوب 5.4 كجم فقط.

خيار رائع حتى للمبتدئين في علم الفلك. إمكانيات المناظير الانكسارية، وراحة GoTo، بالإضافة إلى الحد الأقصى من الاكتناز - والآن أصبحت أداة عالم الفلك الحقيقي في متناول اليد (بالطبع، إذا كان السعر لا يردعك).

من المستحيل العثور على التلسكوب العالمي المثالي. كل نوع له نقاط قوته و الجوانب الضعيفة. ومع ذلك، إذا كنت تعرف بالضبط ما يثير اهتمامك أكثر في السماء، فيمكنك اختيار جهاز يزيد من قدراته.

المنكسر ذو الفتحة 70-90 ملم مناسب للطفل كتلسكوب أول (خاصة في الظروف الحضرية): سيكون قادرًا على فحص سطح القمر والكوكب بالتفصيل النظام الشمسي، والشمس. الملاحظة الوحيدة: لا يمكنك مطلقًا رؤية الشمس من خلال التلسكوب بدون مرشحات خاصة - ستفقد رؤيتك ببساطة، لأنه في هذه الحالة يعمل التلسكوب مثل عدسة مكبرة عادية. هل تتذكر ماذا يحدث لقطعة من الورق إذا وجهتها نحوها؟ شعاع الشمسخلال عدسة مكبرة: وسوف تضيء بسرعة. تخيل الآن أن عينك قد حلت محل قطعة الورق، ولن ترغب على الفور في تجربة الشمس.

لإجراء عمليات رصد عالية الجودة للأجسام الفضائية البعيدة (السدم، ومجموعات النجوم الكروية، وما إلى ذلك) البعيدة عن إضاءة المدينة، يكون العاكس ذو الفتحة التي تبلغ حوالي 114-150 ملم هو الأنسب. بالطبع، كلما ارتفع هذا الرقم، كلما كان ذلك أفضل - انظر إلى الأموال الموجودة هناك.

حسنًا، إذا كنت تسافر كثيرًا وتريد في نفس الوقت أن يكون معك دائمًا تلسكوب، إذن أفضل خيارسيكون هناك طراز من أجهزة Maksutov - Cassegrain أو جهاز آخر من سلسلة العدسات المرآة: فهي مدمجة وسيكون من الأسهل حملها.

في حالة أنك لم تقرر بعد ما تريد دراسته بالضبط، فاستخدم المنكسر. لأول مرة، لفهم ما إذا كنت مهتما بمثل هذا النشاط على الإطلاق، يكفي تماما. من الأفضل أن تكون الفتحة حوالي 70-90 مم: من غير المرجح أن توفر الأحجام الأصغر متعة حقيقية.

ولا تنس الأبعاد: العديد من التلسكوبات غير مريحة للغاية للحمل باليد، ويجب على الأشخاص الذين ليس لديهم وسيلة نقل أن يفكروا في هذا الأمر أيضًا.

الأجزاء الرئيسية في التلسكوب هي -العدسة والعدسة. يتم توجيه العدسة نحو الشيء الذي يريدون مراقبته، ويتم النظر إلى العين في العدسة.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من أنظمة التلسكوب البصرية: المنكسر (مع عدسة مستهدفة)، والعاكس (مع عدسة مرآة)، والتلسكوب ذو العدسة المرآة.

التلسكوب المنكسرلديه عدسة في الجزء الأمامي من الأنبوب كعدسة. كلما زاد قطر العدسة، كلما ظهر الجسم السماوي أكثر سطوعًا في مجال الرؤية، وكلما كان من الممكن رؤية الجسم خافتًا من خلال هذا التلسكوب. عادة، العدسة المنكسرة ليست عدسة واحدة، بل هي نظام من العدسات. إنها مصنوعة من أنواع مختلفة من الزجاج ويتم لصقها مع غراء خاص. يتم ذلك من أجل تقليل التشويه في الصورة. وتسمى هذه التشوهات الانحرافات. أي عدسة لديها انحرافات.أهمها تفاصيل التحقيقوالانحراف اللوني.

يحدث الانحراف الكروي عندما تؤدي حواف العدسة إلى انحراف أشعة الضوء أكثر من الوسط. بمعنى آخر، أشعة الضوء التي تمر عبر العدسة لا تتجمع في مكان واحد. ومن المهم جدًا بالنسبة لنا أن تتقارب الأشعة عند نقطة واحدة. بعد كل شيء، يعتمد وضوح الصورة على هذا. ولكن هذا ليس سيئا للغاية. أنت تعلم أن الضوء الأبيض مركب، فهو يتضمن أشعة من جميع ألوان قوس قزح. يمكن التحقق من ذلك بسهولة باستخدام المنشور الزجاجي. دعونا نوجه شعاعًا ضيقًا من الضوء الأبيض نحوه. سنرى أن الشعاع الأبيض، أولا، سوف يتحلل إلى عدة أشعة ملونة، وثانيا، سوف ينكسر، أي. سوف يتغير الاتجاه. ولكن الشيء الأكثر أهمية هو أن الأشعة لون مختلفتنكسر بشكل مختلف - تنحرف الحمراء بشكل أقل، والزرقاء تنحرف أكثر. العدسة هي أيضًا نوع من المنشور. وهي لا تركز الأشعة بالتساوي ألوان مختلفة- تتجمع الزرقاء في نقطة أقرب إلى العدسة، والحمراء - في مكان أبعد عنها.

تكون الصورة التي تنتجها العدسة دائمًا ملونة قليلاً حول الحواف بحدود قوس قزح. هذه هي الطريقة التي يظهر بها الانحراف اللوني.

وللحد من الانحراف الكروي واللوني، توصل علماء الفلك في العصور الوسطى إلى فكرة صنع عدسات ذات أبعاد بؤرية طويلة جدًا. البعد البؤريهي المسافة من مركز العدسة إلى ركز، أي. النقطة التي تتقاطع فيها أشعة الضوء المنكسرة (في الواقع، يتم الحصول على صورة صغيرة لجسم ما عند التركيز عليه). الغرض من العدسة هو جمع المزيد من الضوء من جسم سماوي وبناء صورة صغيرة وواضحة لهذا الجسم محل التركيز.

عالم الفلك البولنديالسابع عشرفي القرن العشرين، صنع جان هيفيليوس تلسكوبات يبلغ طولها 50 مترًا. لماذا؟ بحيث لا تؤثر الانحرافات كثيرا، أي. للحصول على أوضح صورة لجرم سماوي وأقلها ألوانًا. وبطبيعة الحال، كان العمل مع مثل هذا المنكسر غير مريح للغاية. لذلك، فإن هيفيليوس، رغم أنه كان عالمًا فلكيًا مجتهدًا، لم يتمكن من اكتشاف الكثير.

بعد ذلك، توصل أخصائيو البصريات إلى فكرة صنع عدسة ليس من واحدة، بل من عدستين. علاوة على ذلك، تم اختيار أنواع الزجاج وانحناء أسطحه بحيث يتم قمع انحرافات إحدى العدسات وتعويض انحرافات العدسة الأخرى.

هكذا ظهرت عدسة معقدة. انخفض حجم المنكسرات على الفور. لماذا نصنع تلسكوبًا طويلًا إذا كان من الممكن جعل العدسة عالية الجودة أقصر؟ وهذا هو السبب وراء ضعف صور تلسكوبات الأطفال - لأنها تستخدم عدسة واحدة فقط كهدف. وتحتاج إلى اثنين على الأقل. عدسة واحدة تكلف أقل من اثنتين، وهذا هو السبب في أن التلسكوبات المخصصة للأطفال رخيصة جدًا. ولكن مع ذلك، بغض النظر عن نوع الزجاج البصري الذي يتم اختياره للعدسات، فليس من الممكن تجنب الانحراف اللوني تمامًا. ولهذا السبب تحتوي الكاسرات دائمًا على هالة زرقاء صغيرة حول الصورة. ومع ذلك، بشكل عام، توفر الكاسرات أوضح الصور بين تلسكوبات الأنظمة الأخرى.

يجب عليك اختيار الكاسر إذا كنت تخطط لمراقبة تفاصيل الأجرام السماوية - الجبال والحفر على القمر، والنطاقات والبقعة الحمراء الكبرى على كوكب المشتري، وحلقات زحل، والنجوم المزدوجة، ومجموعات النجوم الكروية، وما إلى ذلك. يجب ملاحظة الأجسام الشاحبة وغير الواضحة - السدم والمجرات والمذنبات التلسكوب العاكس.

في العاكس، لا يتم جمع الضوء بواسطة عدسة، ولكن بواسطة مرآة مقعرة ذات انحناء معين. من الأسهل صنع المرآة من صنع العدسة، لأنه ما عليك سوى صنفرة سطح واحد فقط. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب العدسات زجاجًا خاصًا عالي الجودة، ولكن أي زجاج مناسب للمرايا. لذلك، تكون العاكسات عمومًا أرخص من العاكسات التي لها نفس قطر العدسة. يقوم العديد من المتحمسين لعلم الفلك ببناء عاكسات جيدة بأنفسهم. الميزة الرئيسية للعاكس هي أن المرآة لا تنتج انحرافًا لونيًا.أول عاكس في التاريخ صنعه إسحاق نيوتن فيالثامن عشرقرن. كان هذا العالم الإنجليزي أول من لاحظ أن المرآة المقعرة تعكس أشعة جميع الألوان بالتساوي ويمكنها إنشاء صورة غير ملونة. طوّر نيوتن النظام البصري للتلسكوب، والذي يُطلق عليه عادة اسم "النيوتونية". يتم تصنيع عاكسات النظام النيوتوني اليوم صناعيًا في العديد من البلدان حول العالم.

أكبر عاكس للنظام النيوتوني فيالثامن عشرتم بناء القرن على يد عالم الفلك الإنجليزي ويليام هيرشل. وكان قطر المرآة المقعرة 122 سم، وطول أنبوب التلسكوب 12 مترا. بالطبع، التلسكوب أخرق، لكنه لم يعد منكسرًا لهيفيليوس الذي يبلغ طوله 50 مترًا. بفضل تلسكوبه، حقق هيرشل العديد من الاكتشافات الرائعة. ومن أهمها اكتشاف كوكب أورانوس.

دعونا نلقي نظرة على مسار الأشعة في النظام المنكسر والعاكس.

في المنكسر، يمر الضوء عبر العدسة ويدخل مباشرة إلى العدسة ومن ثم إلى عين المراقب. في العاكس، ينعكس الضوء من مرآة مقعرة ويوجه أولاً إلى مرآة مسطحة مثبتة في الجزء العلوي من الأنبوب قبل الدخول إلى العدسة والعين. وهكذا، فإن العاكس له مرآتان - واحدة مقعرة (رئيسية)، والأخرى مسطحة (قطرية). وظيفة المرآة الرئيسية هي نفس وظيفة عدسة العدسة، وهي جمع الضوء وبناء صورة صغيرة وحادة في التركيز.

يتم دعم المرآة المسطحة (القطرية) بأقواس خاصة (عادةً ما يكون هناك 4 منها) في الجزء الأمامي من الأنبوب. تخيل الآن: يدخل الضوء إلى أنبوب التلسكوب، ويتم حجب جزء من الضوء بواسطة مرآة مسطحة وعلامات التمدد. ونتيجة لذلك، فإن كمية الضوء التي تصل إلى المرآة المقعرة الرئيسية أقل مما يمكن أن تصل إليها. وهذا ما يسمى التدريع المركزي. يؤدي التدريع المركزي إلى فقدان وضوح الصورة.

وأخيرا، دعونا نتعرف التلسكوبات ذات العدسات المرآة. فهي تجمع بين عناصر منكسر وعاكس. توجد مرآة مقعرة وعدسة في مقدمة الأنبوب. عادةً ما يكون الجزء الخلفي من هذه العدسة مطليًا بالفضة. تلعب هذه الدائرة الفضية دور مرآة إضافية. يعد مسار أشعة الضوء في التلسكوبات ذات العدسات المرآة أكثر تعقيدًا. يمر الضوء من خلال العدسة الأمامية، ثم يضرب المرآة المقعرة، فينعكس منها، ويعود إلى العدسة الأمامية، فينعكس من الدائرة الفضية، ويعود إلى المرآة المقعرة ويمر عبر الثقب الموجود في تلك المرآة. وفقط بعد ذلك يدخل الضوء إلى العدسة وعين الراصد. يتغير اتجاه تدفق الضوء داخل الأنبوب ثلاث مرات. وهذا هو السبب وراء كون التلسكوبات ذات العدسات المرآة مضغوطة جدًا. إذا كان لديك مساحة صغيرة على شرفتك، فيجب عليك اختيار هذا التلسكوب.

هناك العديد من الأنظمة البصرية للتلسكوبات ذات العدسات المرآة. على سبيل المثال، تلسكوب لنظام Maksutov، Schmidt، Cassegrain، Klevtsov. كل من هذه البصريات تحل بطريقتها الخاصة العيوب الرئيسية لتلسكوب العدسة المرآة. ما هي هذه العيوب؟ أولا، هناك العديد من الأسطح البصرية. لنعد: 6 على الأقل، وفي كل واحد منهم يضيع جزء من الضوء (للعلم، يوجد 4 منهم في المنكسر والعاكس). فييتم فقدان الكثير من الضوء داخل هذا التلسكوب. إذا كان الكاسر قادرًا على نقل 92% من الضوء الذي يدخل إليه من جرم سماوي، فإن 55% فقط من الضوء يمر عبر تلسكوب ذو عدسة مرآة. بمعنى آخر، تبدو الأجسام الموجودة في مثل هذا التلسكوب باهتة مقارنة بمنكسر له نفس قطر العدسة. لذلك، من الأفضل استخدام التلسكوبات ذات العدسات المرآة للأجسام الساطعة - القمر والكواكب. ولكن، مع الأخذ بعين الاعتبار التدريع المركزي الناتج عن المرآة الموجودة على العدسة الأمامية، علينا أن نعترف بأن وضوح الصورة أقل أيضًا مما هو عليه في المنكسر. ثانيًا،كل من العدسة والمرآة المقعرة تخلق انحرافات خاصة بها. ولذلك، فإن التلسكوب ذو العدسة المرآة عالي الجودة مكلف للغاية.

تكبير التلسكوب.للعثور على مدى تكبير التلسكوب، عليك قسمة البعد البؤري للعدسة على البعد البؤري للعدسة العينية. على سبيل المثال، يبلغ البعد البؤري للعدسة 1 متر (1000 ملم)، بينما لدينا تحت تصرفنا ثلاث عدسات ذات أطوال بؤرية 5 سم (50 ملم)، و2 سم (20 ملم)، و1 سم (10 ملم). وبتغيير هذه العدسات نحصل على ثلاث تكبيرات:

يرجى ملاحظة أنه إذا أخذنا البعد البؤري للعدسة بالملليمتر، فإن البعد البؤري للعدسة العينية يكون أيضًا بالملليمتر.

يبدو أنه إذا كنت تستخدم عدسات ذات تركيز قصير بشكل متزايد، فيمكنك الحصول على تكبير أعلى بشكل متزايد. على سبيل المثال، العدسة ذات البعد البؤري 1 مم ستعطي تكبيرًا بمقدار 1000x مع عدستنا. ومع ذلك، من الصعب جدًا إنتاج مثل هذه العدسة بدقة عالية، وليست هناك حاجة لذلك. بالنسبة لعمليات الرصد الأرضية، لا يمكن استخدام التكبير أكثر من 500 مرة بسبب التداخل الجوي. حتى لو قمت بضبط التكبير على 500x، فإن التيارات الجوية تفسد الصورة كثيرًا بحيث لا يمكن رؤية أي شيء جديد عليها. كقاعدة عامة، يتم إجراء الملاحظات بحد أقصى تكبير 200-300 مرة.

على الرغم من استخدام التكبير العالي، لا تزال النجوم تبدو وكأنها نقاط في التلسكوب . والسبب هو المسافة الهائلة بين النجوم والأرض. لكن التلسكوب يسمح لك برؤية النجوم غير المرئية بالعين، لأن... يجمع المزيد من الضوء من العين البشرية. تبدو النجوم في التلسكوب أكثر سطوعًا، ويتم تمييز ظلالها بشكل أفضل، ويكون الوميض الناتج عن الغلاف الجوي للأرض أكثر وضوحًا.

الحد الأقصى والحد الأدنى من تكبير التلسكوب المفيد.أحد أغراض التلسكوب هو جمع المزيد من الضوء من جسم سماوي. كلما زاد الضوء الذي يمر عبر عدسة التلسكوب، كلما ظهر الجسم أكثر سطوعًا في مجال الرؤية. هذا مهم بشكل خاص عند مراقبة الأجسام الغامضة - السدم والمجرات والمذنبات. في هذه الحالة، من الضروري أن يدخل كل الضوء المجمع إلى عين الراصد.

الحد الأقصى لقطر حدقة العين البشرية هو 6 ملم. إذا خرج شعاع الضوء من العدسة (ما يسمى خروج التلميذ ) سيكون أوسع من 6 ملم، مما يعني أن بعض الضوء لن يدخل إلى العين. لذلك، تحتاج إلى استخدام عدسة عينية توفر حدقة خروج لا يزيد عرضها عن 6 مم. في هذه الحالة، سيعطي التلسكوب الحد الأدنى من التكبير المفيد. ويتم حسابها على النحو التالي: قطر العدسة (مم) مقسم على 6 مم.على سبيل المثال، إذا كان قطر العدسة 120 مم، فإن الحد الأدنى للتكبير القابل للاستخدام سيكون 20x. من غير المنطقي استخدام تكبير أقل في هذا التلسكوب، نظرًا لأن حدقة الخروج ستكون أكبر من 6 مم.

تذكر النمط: كلما انخفض تكبير التلسكوب، زادت بؤبؤ العين الخارج (والعكس صحيح).

ويسمى أيضًا الحد الأدنى من التكبير المفيد للتلسكوب تجهيزيلأن حدقة العين الخارجة تتطابق مع الحد الأقصى لقطر حدقة العين البشرية - 6 مم.

للعثور على أقصى تكبير قابل للاستخدام للتلسكوب،تحتاج إلى مضاعفة قطر العدسة (مم) بمقدار 1.5. إذا كان قطر العدسة 120 ملم، فسنحصل على أقصى تكبير مفيد يبلغ 180 مرة. يمكنك الحصول على تكبير أعلى باستخدام هذا التلسكوب، لكنه سيكون عديم الفائدة، لأنه لن يتم الكشف عن تفاصيل جديدة بسبب ظهور أنماط الحيود. عند مراقبة النجوم المزدوجة، يتم أحيانًا استخدام تكبير يساوي ضعف قطر العدسة (بالمم).

وبالتالي، على تلسكوب بقطر موضوعي 120 ملم، فمن المنطقي استخدام التكبير من 20 إلى 180 مرة.

هناك ما يسمى التكبير المخترق.يُعتقد أنه عند استخدامه يتم تحقيق أفضل اختراق - تصبح النجوم الخافتة التي يمكن الوصول إليها من خلال تلسكوب معين مرئية. يستخدم التكبير المخترق لمراقبة مجموعات النجوم والأقمار الصناعية الكوكبية. للعثور عليه، تحتاج إلى تقسيم قطر العدسة (مم) على 0.7.

في التلسكوبات، جنبا إلى جنب مع العدسة، ما يسمى عدسة بارلو، وهي عدسة متباعدة. إذا كانت عدسة بارلو مزدوجة (2x)، فيبدو أنها تزيد البعد البؤري للعدسة بمقدار 2 مرات (عدسة بارلو 3x - بمقدار 3 مرات). على سبيل المثال، إذا كان للعدسة طول بؤري يبلغ 1000 مم، فعند استخدام عدسة بارلو 2x وعدسة عينية ذات طول بؤري 10 مم، سنحصل على تكبير قدره 200x. وبالتالي، تعمل عدسة بارلو على زيادة التكبير. وبطبيعة الحال، تُدخل هذه العدسة انحرافاتها الخاصة في الصورة العامة، لذا عند تحديد التفاصيل الصغيرة حول القمر والشمس والكواكب، من الأفضل التخلي عن هذه العدسة.

انظر المزيد من التفاصيل

يسمى التلسكوب المجهز لتصوير الأجرام السماوية الفلكي. بدلاً من العدسة، يتم استخدام جهاز استقبال للإشعاع (في السابق كان عبارة عن لوحة فوتوغرافية وفيلم فوتوغرافي، أما اليوم فقد أصبح عبارة عن أجهزة مقترنة بالشحن). يقع العنصر الحساس للضوء في مستقبل الإشعاع في النقطة المحورية للعدسة، بحيث يتم التقاط صورة صغيرة للجسم. اليوم، يتم استخدام الفلك بالتأكيد مع جهاز كمبيوتر.

السير إسحاق نيوتن (1643-1727) - عالم إنجليزي

التلسكوب المرآة للمستكشف الإنجليزي الشهير إسحاق نيوتن ليس من الكنوز التي لا تقدر بثمن والتي يمكن أن تثير إعجاب الجميع. التلسكوب هو أداة علمية. لكنها اليوم أصبحت بقايا لا تقدر بثمن لأن نيوتن صنعها بنفسه. وبمساعدته أثرى العلم والبشرية جمعاء بالمعرفة الجديدة عن النجوم وحركة الضوء. لا يمكن المبالغة في تقدير البيانات العلمية التي حصل عليها.

نشأ اهتمام نيوتن بإنشاء أدوات علمية يمكن من خلالها إجراء الأبحاث في وقت مبكر سنوات الدراسة. عندما كان صبيًا، كان يحب مشاهدة كيف يعمل النجارون، وكيف يبنون المنزل، وكيف يصنعون أجنحة طاحونة الهواء، وكيف يصنعون عجلات لطاحونة المياه. لم ينظر فقط، بل كان يحفظ ويرسم في المنزل، ويخلق ما يشبه الرسومات، والتي بموجبها صنع نماذج عمل لطواحين الرياح والمياه. لكنه لم يكتفي بالتقليد فحسب، بل أدخل ابتكارًا معينًا في كل نموذج.

وقد لاحظ المعلمون في المدرسة شغفه بعرض الأزياء، ولفت أقارب وأصدقاء عائلة نيوتن الانتباه إلى ذلك. وفي أحد الأيام صنع ساعة تعمل تحت ضغط الماء المتدفق من الخزان. سقطت في القمع ثم قامت بتدوير العجلات. ولمفاجأة الكبار، صنع مطحنة صغيرة لطحن الحبوب. كان محركه عبارة عن فأر يدير العجلة. ولم يحقق ذلك عن طريق التدريب، بل عن طريق رغبة الفأر الطبيعية في تناول الطعام، وعلق فوقه كيسًا من الحبوب.

نيوتن لم يكن مخترعا. ولم يخترع أيًا من الأجهزة التي ابتكرها. لقد أخذ الأشياء الجاهزة، لكنه أدخل تحسينات على كل منها. كان بحاجة إلى تلسكوب ليتمكن من خلال مراقبة النجوم من تحديد خصائص الضوء ومعرفة سرعته وكشف أسرار الكون.

ظهرت أولى التلسكوبات أو التلسكوبات في هولندا في القرن السابع عشر، على الرغم من أن خاصية التكبير المقعرة العدسات الزجاجيةكان معروفا في وقت مبكر من 2500 قبل الميلاد. في عام 1610، قام العالم الإيطالي جاليليو جاليلي، باستخدام أداة صممها، بمراقبة النجوم وتوصل إلى نتيجة مذهلة مفادها أن الكون لا نهائي. قبل غاليليو، تم وصف العديد من الظواهر الطبيعية بطريقة تأملية، ونادرا ما كانت مبنية على التجارب. لكن غاليليو كان أول من توصل إلى استنتاج حول حركة النجوم ولانهاية الكون، بناءً على ملاحظاته من خلال التلسكوب. وتمت مقارنته بكولومبوس، مكتشف الأراضي التي لم تكن معروفة من قبل. أصبحت أنشطته مثالا يحتذى به.

وفي هولندا وألمانيا وإنجلترا، بدأ العلماء في صنع التلسكوبات الخاصة بهم. ولم يفلت نيوتن من هذا الإغراء أيضًا. تطلبت العلوم الجامعية في كامبريدج أدوات جديدة، وبدأ الطالب نيوتن البالغ من العمر 22 عامًا في إنشاء تلسكوبه الخاص. قام بتلميع العدسات بنفسه. لقد كان العمل الأصعب. وصف في "محاضراته عن البصريات" جوهر الجهاز الذي ابتكره وقدراته. وبعد سنوات قليلة فقط تمكن أخيراً من تنفيذ أفكاره في تلسكوب جديد.

في عام 1671، وصلت الأخبار إلى لندن عن قيام مخترع شاب مجهول في كامبريدج بإنشاء تلسكوب خاص بمرآة كروية عاكسة، يمكنك من خلالها تكبير السماء ومراقبة النجوم. طُلب من نيوتن إرسال الجهاز إلى العاصمة. لقد أرادوا إظهار تصرفاتهم أمام الملك. كان تشارلز الثاني على العرش، وشهدت إنجلترا خلال فترة حكمه ازدهارًا اقتصاديًا. وقد تم فحص التلسكوب بدقة من قبل أبرز العلماء في ذلك الوقت، الذين كانوا أعضاء في الجمعية الرياضية الملكية التي أنشئت في عام 1662. وقد أدرك الجميع الفائدة الكبيرة للتلسكوب الذي تم إنشاؤه في كامبريدج. ووافق الملك على رأي العلماء، وفي نفس العام تم قبول نيوتن البالغ من العمر 29 عامًا عضوًا في الجمعية الملكية للرياضيات.