Любителите астрономи използват главно два традиционни вида телескопи, когато правят наблюдения. Това са телескопи - рефрактори, в който се използват лещи и телескопи за конструиране на изображение - рефлектори, където за тези цели служи огледало.
Понякога те се използват за изграждане на образ катадиоптрични системи, които са комбинации от няколко лещи и огледала ( телескоп с огледална леща).
Когато мислим за наблюдение на звездното небе, си представяме нещо подобно. Реалността, ще ви кажа веднага, е различна от фотографията.
Основната част на всеки телескоп, която създава изображението, е лещи. От неговите характеристики - отвориД, фокусно разстояние/И фокусно отношение f/D - зависи от обхвата на наблюдения, които даден телескоп позволява.
Разбира се, телескопите с широка апертура (голям диаметър на обектива) са за предпочитане, защото имат голяма светлосъбираща повърхност, имат висока разделителна способност и осигуряват значително увеличение. Телескопите с голяма апертура обаче, независимо какъв тип са, са по-скъпи и обемисти.
Събирателна и разделителна способност на телескопите
Най-важната характеристика както на телескопа, така и на бинокъла е бленда(Д)- диаметър на лещата.
Апертурата определя размерите на събирателната повърхност, чиято площ е пропорционална на квадрата на диаметъра. Колкото по-голяма е събирателната повърхност на устройството, толкова по-слаб е обектът, който позволява да се наблюдава. По този начин максималната звездна величина на обект, който може да се наблюдава през даден телескоп, зависи от квадрата на диаметъра на лещата.
Следващата важна характеристика на телескопа е резолюция, т.е. способността да се различават най-малките образувания върху дисковете на планети или двойни звезди.
Ако диаметърът на лещата се измерва в милиметри, тогава разделителната способност, изразена в дъгови секунди, се определя от стойността 138/D.
За дългофокусни обективи с фокусно отношение по-голямо от f/12* разделителната способност е малко по-висока и се определя по формулата 116/D.
Малко по-ниската разделителна способност на рефлекторите и катадиоптричните телескопи в сравнение с рефракторните телескопи със същия диаметър на лещата се дължи отчасти на екранирането на централната част на светлинния лъч, преминаващ през лещата. Качеството на изображението, особено при рефлекторни телескопи, също може да бъде значително повлияно от въздушните течения в тръбата на телескопа.
Рефракторни телескопи
Лещата на рефракционния телескоп е ахроматична система, залепена от няколко лещи, която събира лъчи с различни дължини на вълната в един фокус.
Обикновено фокусните съотношения на любителските рефрактори са по-малки от f/10 или f/12, тъй като по-късофокусните ахроматични лещи са много скъпи. Следователно рефракторите се използват най-добре за наблюдения, които изискват големи фокусни съотношения, сравнително големи увеличения и ограничено зрително поле.
За сериозни наблюдения е необходимо да се използват телескопи с апертура минимум 75 mm.
Разбира се, възможно е да се извършват наблюдения в телескопи с по-малки отвори, но трябва да се помни, особено за начинаещите, че такива наблюдения са изпълнени с големи трудности; поради тази причина наблюденията с добър бинокъл могат да бъдат по-продуктивни, отколкото с телескоп с малка апертура.
За разлика от други видове телескопи, в рефракторите няма загуби поради частично екраниране на светлинния лъч от междинни огледала, но по време на наблюдения обикновено се използват рефрактори с лещи с диаметър по-малък от 100 mm.
Големите рефрактори с отвори над 150 мм са по-рядко срещани, тъй като са доста скъпи и обемисти.
Рефлекторни телескопи
Повечето аматьорски рефлекторни телескопи имат фокусни съотношения f/6 - f/8; В сравнение с рефракторите, те са по-удобни за наблюдения, които изискват по-широко зрително поле и по-малко увеличение.
Има рефлекторни телескопи различни видове. В практиката на любителските наблюдения най-често се използват два вида рефлектори: Системи на НютонИ Система на Касегрен.
В Нютоновия телескоп вторичното огледало е плоско, така че фокусното разстояние и фокусното съотношение на лещата са постоянни. В телескоп Cassegrain вторичното огледало е изпъкнало, което значително увеличава общото фокусно разстояние на телескопа и по този начин променя ефективното му фокусно съотношение. Поради тази причина рефлекторите на Cassegrain се използват за същия тип наблюдения като рефракционните телескопи.
Най-голямото предимство на рефлекторите е ниската им цена. За същата бленда те са значително по-евтини от всеки друг вид телескоп. В допълнение, необходимото огледало за рефлекторната леща може да бъде направено сами или, в краен случай, просто закупено, а тръбата на такъв телескоп може лесно да се сглоби у дома.
Почти всичко любителски телескопис голяма събирателна повърхност (диаметър на лещите над 200 mm) са рефлектори. Минималният диаметър на лещата на рефлекторите, които обикновено се използват за общи наблюдения, е около 150 mm; такъв рефлектор струва не повече от рефрактор с леща с диаметър 75 mm. Тъй като рефлекторът има голяма събирателна повърхност, през него могат да се наблюдават по-слаби обекти, но той не е толкова компактен като рефрактора.
По-малките рефлектори с малки фокусни съотношения заемат междинна позиция по своите характеристики между бинокли и конвенционални рефлектори; Освен това са доста компактни.
Рефлекторите обаче имат и недостатъци. Най-важният от тях е необходимостта от време на време да се актуализират отразяващите покрития и да се коригират оптичните елементи. При липса на скъпо оптично стъкло, което херметически затваря рефлекторната тръба, е необходимо всяко огледало на телескопа да се покрие с капак или капак, за да се предотврати проникването на прах.
При наблюдение окулярът в Нютоновия телескоп може да бъде в неудобно положение; За да се избегне това, е необходимо да се осигури възможност за завъртане на тръбата на телескопа.
Ако рефлекторната тръба не е херметически затворена с оптичен прозорец, тогава студеният външен въздух, проникващ в нея, създава въздушни течения, влошаване на изображението. Много ефективни средстваТози недостатък може да бъде преодолян чрез използване на големи топлоизолационни тръби, но по-често за тази цел се използват „тръби“ със скелетна конструкция.
За съжаление във втория случай възникват други проблеми, свързани с потока топъл въздух от самия наблюдател (затова се опитайте да носите по-изолиращи дрехи, когато наблюдавате!). В допълнение, това увеличава количеството роса върху оптичните елементи. Ето защо голямо значениепридобива правилния дизайн на самата обсерватория.
Катадиоптрична телескопна система ( телескоп с огледална леща)
Сред катадиоптричните телескопи най-широко използвани са телескопите. Система МаксутовИ Система на Шмид-Касегрен.
При дадено фокусно разстояние те са по-преносими и удобни за наблюдение, особено когато се комбинират с различни устройства, които осигуряват проследяване на сложно движение небесни тела. Естествено, такива телескопи са много по-скъпи от рефрактори и рефлектори със същия размер.
Катадиоптричните телескопи имат големи фокусни съотношения: f/10, f/12 и дори f/15, така че могат да се използват за изпълнение на същите задачи като рефракторите и рефлекторите на Касегрен.
Как да тествате телескоп преди да купите
Редица изследвания на качеството на оптиката на телескопа могат да се извършат независимо, но трябва да се помни, че идеалният оптични системине съществува. Всяка оптична система изкривява изображенията, такива изкривявания се наричат аберации.
При производството на телескоп аберациите се стремят да бъдат сведени до минимум. Специфичните изисквания за големината на допустимите аберации зависят от естеството на изследването, за което е предназначен телескопът. Например при изучаване на планети и фотографиране на небесни обекти изискванията за големината на допустимите аберации са по-високи, отколкото при наблюдения.
Хроматичната аберация, характерен в една или друга степен за рефрактори и телескопи от някои други видове, се изразява в оцветяването на изображението на небесните тела. Това е особено забележимо при резки граници между светли и тъмни зони, като крайниците на Луната и т.н. Рефлекторните телескопи не създават този тип аберация.
Наличност изкривяване(изкривявания в изображението на относителните позиции на звездите) могат да бъдат проверени чрез наблюдение на изображението на права линия или правоъгълна тухлена зидария в стената на къща.
Проверете как вашият телескоп създава изображение на точков източник. Ако е възможно, по-добре е да правите това през нощта, като разглеждате изображението на звездите. Такива проверки могат да се извършват през деня, като се наблюдават „изкуствени звезди“ ( слънчева светлина, отразена от далечен балон) или друг точков източник на светлина.
Да, въпреки че това звучи тривиално, все пак е полезно да ви напомним, че телескопът е точен и много чувствителен инструмент. Проверете го внимателно, преди да купите; разочарованието от нискокачествена „играчка“ ще ви обезкуражи да изучавате звездното небе
В добър телескоп изображението на звездата е точно на фокус и има формата на идеално кръгъл дифракционен диск. Тези изображения трябва да имат формата на идеален кръг, не само на фокус, но и извън фокус. Тяхното удължаване показва наличието астигматизъмили деформация на оптичните елементи на телескопа, която може да възникне поради неправилен монтаж.
Кривината на полето се показва чрез разфокусиране на изображението на звезда, докато се движи от центъра към края на зрителното поле на телескопа. Кривината на полето е присъща на повечето телескопи, но този дефект засяга главно фотографските наблюдения. Друга аберация, кома, се проявява в удължаването на изображението на звезда (приема формата на комета) на ръба на зрителното поле. Кома също присъства в повечето телескопи, но е по-забележима в рефлекторите, отколкото в рефракторите.
Проверките на механичните компоненти на телескопа и тяхното монтиране включват основно общ характер. За добра работа е необходимо да се постигне структурна твърдост както на самата тръба на телескопа, така и на нейната стойка. Това се постига най-добре чрез здраво монтиране на осите на телескопа - всяка е фиксирана върху две достатъчно раздалечени опори.
Въртенето около осите трябва да бъде плавно, а при екваториални инсталации и двете оси трябва да бъдат оборудвани с фиксиращи винтове. Всички задвижвания, рамки за фокусиране на окуляра и други механизми за регулиране на телескопа трябва да работят без луфт.
Според оптичната си конструкция се делят на:
- Лещи ( рефракториили диоптрична) - като леща се използва леща или система от лещи.
- огледало ( рефлекториили катаптричен) - като леща се използва вдлъбнато огледало.
- Телескопи с огледални лещи (катадиоптрични) - като леща се използва сферично огледало, а леща, система от лещи или менискус служи за компенсиране на аберациите.
Характеристики
- Разделителната способност на телескопа зависи от диаметъра на лещата. Ограничението на разделителната способност се налага от явлението дифракция - огъването на светлинните вълни около краищата на лещата, което води до пръстени вместо изображение на точка. За видимия диапазон се определя по формулата
Където r (\displaystyle r) е ъгловата разделителна способност в дъгови секунди, и D (\displaystyle D) - диаметър на лещата в милиметри. Тази формула е получена от дефиницията на границата на разделителната способност на две звезди според Rayleigh. Ако използвате други дефиниции на границата на разделителната способност, тогава численият коефициент може да бъде по-нисък, до 114 според границата на Dawes.
На практика ъгловата разделителна способност на телескопите е ограничена от атмосферното трептене - приблизително 1 дъгова секунда, независимо от апертурата на телескопа.
- Ъгловото увеличение или увеличението на телескопа се определя от съотношението
Където F (\displaystyle F) И f (\displaystyle f) - фокусни разстояния съответно на обектива и окуляра. В случай на използване на допълнителни оптични единици между лещата и окуляра (въртящи се системи, лещи на Барлоу, компресори и др.), увеличението трябва да се умножи по кратността на използваните единици.
ω = Ω Γ (\displaystyle \omega =(\frac (\Omega )(\Gamma ))),Където Ω (\displaystyle \Omega ) - ъглово зрително поле на окуляра (Apparent Field Of View - AFOV), и Γ (\displaystyle \Gamma ) - увеличение на телескопа (което зависи от фокусното разстояние на окуляра - виж по-горе).
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)).A (\displaystyle A) И ∀ (\displaystyle (\forall ))са важни характеристикиобектив на телескоп. Това са реципрочни количества. Колкото по-голяма е относителната бленда, толкова по-малко е относителното фокусно разстояние и толкова по-голяма е осветеността във фокусната равнина на обектива на телескопа, което е полезно за фотографията (позволява ви да намалите скоростта на затвора, като същевременно поддържате експозицията). Но в същото време се получава по-малък мащаб на изображението върху рамката на фотодетектора.
- Мащаб на изображението на приемника:
Където u (\displaystyle u) - мащаб в дъгови минути на милиметър ("/mm) и F (\displaystyle F) - фокусно разстояние на обектива в милиметри. Ако са известни линейните размери на CCD матрицата, нейната разделителна способност и размерът на нейните пиксели, тогава от тук можем да изчислим разделителната способност на цифровото изображение в дъгови минути на пиксел.
Класически оптични схеми
Схемата на Галилей
Телескопът на Галилей имаше една събирателна леща като обектив и разсейваща леща като окуляр. Този оптичен дизайн създава неинвертирано (наземно) изображение. Основните недостатъци на Галилеевия телескоп са много малкото зрително поле и силната хроматична аберация. Тази система все още се използва в театрални бинокли, а понякога и в самоделни любителски телескопи.
Схема на Кеплер
Схемата на Григорий
Този дизайн е предложен през 1663 г. от Джеймс Грегъри в неговата книга Оптика Промота. Главното огледало в такъв телескоп е вдлъбнато параболично. Той отразява светлината върху по-малко вторично огледало (вдлъбнато елиптично). От него светлината се насочва обратно - в отвора в центъра на главното огледало, зад което има окуляр. Разстоянието между огледалата е по-голямо от фокусното разстояние на главното огледало, така че изображението е изправено (за разлика от обърнато в Нютонов телескоп). Вторичното огледало осигурява относително голямо увеличение чрез разширяване на фокусното разстояние.
Схема на Касегрен
Схема Ричи-Кретиен
Радиационни приемници
CCD матрици
CCD матрицата (CCD, “Charge Coupled Device”) се състои от фоточувствителни фотодиоди, направена е на базата на силиций и използва технологията на CCD зарядно свързано устройство. За дълго време CCD матриците са единственият широко разпространен вид фотосензори. Развитието на технологиите доведе до факта, че до 2008 г. CMOS матриците станаха алтернатива на CCD.
CMOS матрици
CMOS матрицата (CMOS, „допълнителен металооксиден полупроводник“) е базирана на CMOS технология. Всеки пиксел е снабден с усилвател за четене и сигналът от конкретен пиксел се взема на случаен принцип, както при чиповете памет.
Адаптивни оптични системи
- Лазерна направляваща звездна система. Лазерен лъчсе изпраща в небето, за да създаде изкуствена звезда във всяка част на небето в натриевия слой на земната атмосфера на надморска височина от около 90 километра. Светлината от такава изкуствена звезда се използва за деформиране на специално огледало, което премахва трептенето и подобрява качеството на изображението.
Механика
Монтирайте
Монтажът е въртяща се опора, която ви позволява да насочите телескопа към желания обект и по време на дългосрочно наблюдение или фотография компенсирайте ежедневното въртене на Земята. Състои се от две взаимно перпендикулярни оси за насочване на телескопа към обекта на наблюдение и може да съдържа задвижвания и системи за измерване на ъгли на завъртане. Стойката се монтира на всяка основа: колона, триножник или фундамент. Основната задача на монтажа е да гарантира, че тръбата на телескопа излиза на определеното място и плавно насочва обекта на наблюдение.
Основните фактори, влияещи върху качеството на решаване на проблеми са следните:
- Сложността на закона за промяна на атмосферното пречупване
- Диференциална рефракция
- Технологична прецизност на производството на задвижване
- Прецизност на лагера
- Деформация на монтиране
Екваториална планина и нейните разновидности
- Деформацията на стойката варира в зависимост от позицията на телескопа.
- Когато позицията на телескопа се промени, натоварването върху лагерите също се променя.
- Трудност при синхронизиране с купола на стойката
Алт-азимутално монтиране
Най-големите оптични телескопи
Рефракционни телескопи
| Обсерватория | Местоположение | Диаметър, см/инч | година съоръжения / демонтаж |
Бележки |
|---|---|---|---|---|
| Телескоп от Световното изложение в Париж през 1900 г. | Париж | 125 / 49.21" | 1900 / 1900 | Най-големият рефрактор в света, създаван някога. Светлината от звездите беше насочена към обектива на фиксиран телескоп с помощта на сидеростат. |
| Обсерватория Йеркс | Уилямс Бей, Уисконсин | 102 / 40" | 1897 | Най-големият рефрактор в света 1897-1900. След разглобяването телескопът от Световното изложение в Париж през 1900 г. отново става най-големият използван рефрактор. Рефрактор на Кларк. |
| Обсерватория Лика | Маунт Хамилтън, Калифорния | 91 / 36" | 1888 | |
| Парижката обсерватория | Медон, Франция | 83 / 33" | 1893 | Двоен, зрителен обектив 83 см, фотографски - 62 см. |
| Потсдам, Германия | 81 / 32" | 1899 | Двоен, визуален 50см, фотографски 80см. | |
| Хубава обсерватория | Франция | 76 / 30" | 1880 | |
| Обсерватория Пулково | Санкт Петербург | 76 / 30" | 1885 | |
| Обсерватория Алегени | Питсбърг, Пенсилвания | 76 / 30" | 1917 | Размразяване на рефрактора |
| Обсерватория Гринуич | Гринуич, Великобритания | 71 / 28" | 1893 | |
| Обсерватория Гринуич | Гринуич, Великобритания | 71 / 28" | 1897 | Двойна, визуална 71 см, фотографска 66 |
| Обсерватория Арченхолд | Берлин, Германия | 70 / 27" | 1896 | Най-дългият модерен рефрактор |
Слънчеви телескопи
| Обсерватория | Местоположение | Диаметър, m | Година на построяване |
|---|---|---|---|
| Кит Пийк | Тусон, Аризона | 1,60 | 1962 |
| Връх Сакраменто | Sunspot, Ню Мексико | 1,50 | 1969 |
| Кримска астрофизична обсерватория | Крим | 1,00 | 1975 |
| Шведски слънчев телескоп | Палма, Канарски острови | 1,00 | 2002 |
| Кит Пик, 2 броя в обща сграда с 1,6м | Тусон, Аризона | 0,9 | 1962 |
| Тейде | Тенерифе, Канарските острови | 0,9 | 2001 |
| Саянска слънчева обсерватория, Русия | Монди, Бурятия | 0,8 | 1975 |
| Кит Пийк | Тусон, Аризона | 0,7 | 1973 |
| , Германия | Тенерифе, Канарските острови | 0,7 | 1988 |
| Митака | Токио, Япония | 0,66 | 1920 |
Шмит камери
| Обсерватория | Местоположение | Диаметър на корекционна планка - огледало, m | Година на построяване |
|---|---|---|---|
| Обсерватория Карл Шварцшилд | Таутенбург, Германия | 1,3-2,0 | 1960 |
| Обсерватория Паломар | Маунт Паломар, Калифорния | 1,2-1,8 | 1948 |
| Сайдинг Спринг Обсерватория | Кунабарабран, Австралия | 1,2-1,8 | 1973 |
| Токийска астрономическа обсерватория | Токио, Япония | 1,1-1,5 | 1975 |
| Европейска южна обсерватория | Ла Сила, Чили | 1,1-1,5 | 1971 |
Рефлекторни телескопи
| Име | Местоположение | Диаметър на огледалото, m | Година на построяване |
|---|---|---|---|
| Гигантски южноафрикански телескоп, SALT | Съдърланд, Южна Африка | 11 | 2005 |
| Голям канарски телескоп | Палма, Канарски острови | 10,4 | 2002 |
| Телескопи Кек | Мауна Кеа, Хавай | 9,82×2 | 1993, 1996 |
| Телескоп Hobby-Eberly, HET | Джеф Дейвис, Тексас | 9,2 | 1997 |
Разровихме се малко в произхода на телескопа, а също така разгледахме по-отблизо рефракторния телескоп, включително примера на няколко модела. Нека направим крачка напред и да поговорим за отразяващи телескопи.
Основната разлика между рефлектор и пречупващ телескоп е, че при рефлектора не лещата, а огледалото е отговорно за събирането на светлина и увеличаването на изображението.
Параболично (предимно, но понякога сферично) огледало е разположено в долната част на тръбата на телескопа. Той събира светлина и фокусира полученото изображение върху малко спомагателно (вторично) огледало, което вече „насочва“ изображението в окуляра. В този случай наблюдателят гледа през телескопа отстрани и дори от страната, директно насочена към небето. Такова устройство може да обърка някои и в началото човек, който е свикнал да използва предимно рефрактор, ще трябва да се бори малко с контролите.
Първият рефлектор е изобретен през 1667 г. от сър Исак Нютон, който очевидно се е уморил от хроматичните аберации, присъщи на всички рефрактори. Въпреки това, вместо обичайния хроматичен ефект, Нютон получи други характеристики на изображението, които придружават повечето рефлектори днес.
По-конкретно, Нютоновият рефлектор (това име все още се използва за телескопи от този тип) има свои собствени аберации. Най-вече любителите на астрономията се оплакват от така наречената „кома“. Този ефект създава усещането, че центърът на картината и нейните краища са разфокусирани един от друг - тоест звездите в центъра изглеждат както се очаква, точки, а в краищата изглеждат като комети: размазани, „рошави и опашати. ”
По принцип, ако не се занимавате с астрофотография, тази характеристика на рефлекторите няма да ви притеснява особено: в крайна сметка въпросният обект обикновено се намира в центъра на снимката, видим за наблюдателя и следователно няма да пострада от ефект на кома. И ако сте фотограф, който мечтае да започне да снима звездното небе, тогава е по-добре да се погрижите предварително за търсенето на специални коректори, които коригират тази конкретна аберация.
Комата далеч не е единственият недостатък на рефлекторите. Те включват също:
- необходимостта от периодично регулиране на позицията на огледалото - този процес се нарича „настройка“;
- чувствителност на устройството към температурни промени - не можете да извадите телескопа от къщата на улицата през зимата и веднага да започнете да правите наблюдения, в противен случай снимката ще ви разочарова много;
- прилични размери - това обстоятелство донякъде ограничава страстта към пътуване с телескоп в раница;
- чувствителност към лошо време - силните ветрове могат да причинят разклащане на изображението;
- ниска защита от прах и други замърсители - всъщност директният достъп до централното огледало позволява мръсотията да проникне вътре почти безпрепятствено и повърхността на огледалото трябва да се измие много внимателно, в противен случай има шанс да се повреди;
- рискът от попадане на оптика с ниско качество в евтини рефлектори.
Всички тези недостатъци обаче не могат напълно да преодолеят значителните предимства:
- Цена. Това, разбира се, е най-положителната характеристика на рефлектора. Той е прост в дизайна и огледалото изисква по-малко обработка от всяка от рефракторните лещи, което, разбира се, не може да не се отрази на цената на рефлектора - и освен това за по-добро за купувача. Всъщност за една и съща цена можете да намерите рефрактор и рефлектор, които се различават значително по апертура (отново рефлекторът печели). Нека ви напомня: апертурата е диаметърът на основната леща (за рефрактора) или основното огледало (за рефлектора). И както споменахме по-рано, по-голямата бленда винаги е по-добра. В крайна сметка разделителната способност, контрастът и максималната видима звездна величина зависят от тази характеристика. И казано още по-просто, колкото по-голяма е апертурата, толкова по-добро е качеството на картината.
- Рефлекторът може да бъде монтиран на най-лекия тип стойка, която всъщност можете да направите сами: стойката на Добсън е най-компактната по отношение на размерите и освен това е изработена от дърво, ПДЧ или шперплат. Ясно е, че в тегловната категория тези материали превъзхождат метала.
- Отлично представяне (като правило) по отношение на съотношението на апертурата - този тип телескоп, особено в комбинация с екваториална монтировка, е много добър в астрофотографията.
- Ако оптиката е с високо качество, тогава изображението в централната му част ще бъде практически лишено от аберации - и нито един рефрактор не може да се похвали с такъв показател.
- Страхотен за наблюдение на обекти в дълбокия космос.
Нека обаче разгледаме някой подходящ модел.
Например, нека вземем телескопа Celestron PowerSeeker 127 EQ (7500 рубли).
Доста бюджетен модел с отлична бленда от 127 мм. Ако вземете 7500 рубли. (приблизителна цена) за горната парична „лента“ за закупуване на телескоп можете да намерите рефрактор с диаметър на лещата максимум 70 mm. И както е казано неведнъж, колкото по-голяма е апертурата, толкова по-добре.
Комплектът включва два сменяеми окуляра за 20 и 4 mm, както и трикратна леща Barlow. Като цяло, ако погледнете характеристиките, доставени с телескопа, тази оптика трябва да осигури увеличение до 750 пъти! На практика обаче можете лесно да изчислите до какви граници на увеличение устройството ще ви даде ясна картина. Просто трябва да умножите стойността на блендата (в mm) по 1,4 - получената цифра ще бъде точно съотношението, след което е малко вероятно телескопът да произведе свръхясно изображение. Но ако умножите същата бленда по 2, ще разберете абсолютната качествена граница на увеличението на вашето устройство. Ако говорим за този модел на Celestron, тогава 127 x 1,4 = 177,8 пъти, 127 x 2 = 254 пъти. Общо - 254 пъти ще бъде „таванът“ по отношение на увеличението.
Максималната звездна величина на различими обекти е +13 m.
Рефлекторът с екваториална стойка е много добър за наблюдение на небесни обекти, но практически не е за земни. Моделът от Celestron има екваториална стойка с фини механизми за движение и координатни кръгове, които ще помогнат на начинаещия да се справи с трудната задача да насочва и наблюдава в началото.
Теглото на телескопа е 7,7 кг, дължината на тръбата е 508 мм. Той е много по-компактен от рефрактор със същата бленда - той ще бъде дълъг повече от метър, а индикаторът за тегло ще се „гмурне“ над марката от 30 кг. Не най-добрият вариантЗа туризъм, не е ли?
Типичен представител на рефлекторите, отличен за наблюдение на дълбоки космически обекти.
Сега нека поговорим за огледални (катадиоптрични) телескопи. Понякога те се наричат и комбиниран тип.
Ако в рефрактора лещата се основава на използването на леща, в рефлектор - на огледало, тогава катадиоптриката използва както лещи, така и огледална оптика в своето устройство. Такива лещи са по-трудни за производство, така че цената им естествено ще бъде по-висока от, да речем, цената на рефлектор със същата бленда. Втората неприятна характеристика на този тип е, че поради конструкцията си устройството с огледална леща не може да предостави на наблюдателя толкова ясно изображение, колкото например рефракторът.
Друг „минус“ е, че телескопите с огледални лещи с оптичен дизайн на Schmidt-Cassegrain, за съжаление, не са лишени от коматична аберация. Но Максутов - Касегрен може да се похвали с картина без тези „намеси“.
Освен всичко друго, катадиоптриката е най-чувствителна към промени температурен режим- още повече рефлектори.
Въпреки това, положителните аспекти на лещите с огледални лещи понякога играят решаваща роля за много астрономически ентусиасти.
На първо място, това са, разбира се, размери. Например, рефрактор с отвор 90 mm ще бъде дълъг най-малко 95 cm (и най-вероятно около метър). А апертурата на Максутов-Касегрен, която е с подобни размери, е с дължина 28 см. Съществена разлика, нали? Катадиоптриците също тежат, съответно, по-малко от другите разновидности.
Е, също толкова важен момент са аберациите, или по-скоро почти пълното им отсъствие. Ако оптиката е качествена и производителят не е допуснал сериозни „гафове“ при изработката на телескопа, то картината ще бъде лишена от всички онези „нередности“, които със сигурност съпътстват, поне до известна степен, както рефракторите, така и рефлектори.
Например, помислете за Celestron NexStar 90 SLT (16 300 рубли).
Както подсказва името, блендата тук е 90 мм. Това е един от представителите на серията Maksut - Cassegrain, тоест изображението, получено с негова помощ, ще бъде практически лишено от обичайните аберации.
Комплектът включва два сменяеми окуляра за 25 mm (50x) и 9 mm (139x), максималната величина на наблюдаваните обекти е 12,3 m.
Азимутална стойка с компютърно насочване - подобна система се нарича популярно GoTo. Устройството вече разполага с база данни от 4000 обекта. Контролите са прости: избирате обект от базата данни и телескопът автоматично се „насочва“ към областта на небето, от която се нуждаете. Изборът на обект се извършва с помощта на дистанционното управление, което има възможност за актуализиране през интернет (разбира се, когато е свързан към компютър). Възможностите на такъв контрол не се ограничават до просто избиране на обект: GoTo ви позволява да навигирате по координати, да получавате кратка информацияза всеки обект; може при поискване да предостави координатите на точката, към която е насочен този момент. Единственото нещо, което може да създаде трудности за начинаещи в астрономията, е, че преди да използвате телескопа, трябва да ориентирате телескопа към района, тоест да въведете мястото и времето на наблюдение и също да насочите телескопа към няколко известни звезди към потребителя. По принцип удобна система, която често спестява време на наблюдателя.
Стоманен статив за максимална стабилност, монтаж тип лястовича опашка - уредът се монтира с бързо и лесно движение. Телескопът тежи само 5,4 кг.
Страхотен вариант дори за начинаещи в астрономията. Възможностите на катадиоптриката, удобството на GoTo плюс максимална компактност - и сега инструментът на истински астроном е под ръка (разбира се, ако цената не ви възпира).
Намирането на идеалния универсален телескоп е невъзможно. Всеки тип има своите силни страни и слаби страни. Въпреки това, ако знаете какво точно ви интересува най-много в небето, можете да изберете устройство, което ще увеличи максимално неговите възможности.
Рефрактор с апертура 70-90 mm е подходящ за дете като първи телескоп (особено в градски условия): той ще може да разгледа подробно както повърхността на Луната, така и планетата слънчева система, и Слънцето. Единствената забележка: абсолютно не можете да гледате Слънцето през телескоп без специални филтри - просто ще загубите зрението си, защото в този случай телескопът действа като обикновена лупа. Помните ли какво се случва с лист хартия, ако го насочите към него? Слънчев лъчпрез лупа: Ще светне бързо. Сега си представете, че на мястото на листчето е вашето око и веднага вече няма да искате да експериментирате със Слънцето.
За висококачествени наблюдения на далечни космически обекти (мъглявини, кълбовидни звездни купове и др.), Далеч от градското осветление, най-подходящ е рефлектор с апертура от около 114-150 mm. Разбира се, колкото по-висока е тази цифра, толкова по-добре - вижте парите там.
Е, ако пътувате много и в същото време искате винаги да имате телескоп със себе си, тогава най-добър изборще има някакъв модел на Максутов - Касегрен или друг уред от серията огледални лещи: компактни са и ще се носят по-лесно.
В случай, че вие самите все още не сте решили какво точно искате да изучавате, вземете рефрактор. За първи път, за да разберете дали изобщо се интересувате от такава дейност, е напълно достатъчно. По-добре е, ако блендата е някъде около 70-90 мм: по-малките размери едва ли ще осигурят истинско удоволствие.
И не забравяйте за размерите: много телескопи са изключително неудобни за носене на ръка и хората без транспортни средства също трябва да помислят за това.
Основните части на телескопа са -обектив и окуляр. Обективът се насочва към обекта, който искат да наблюдават, а окото се гледа в окуляра.
Съществуват три основни вида оптични системи на телескопа - рефрактор (с лещен обектив), рефлектор (с огледална леща) и огледално-лещен телескоп.
Рефракторен телескопима леща в предната част на тръбата като леща. Колкото по-голям е диаметърът на лещата, толкова по-ярък е небесният обект в зрителното поле, толкова по-слаб обектът може да се види през този телескоп. Обикновено рефракторната леща не е единична леща, а система от лещи. Изработени са от различни видове стъкла и са залепени със специално лепило. Това се прави, за да се намали изкривяването на изображението. Тези изкривявания се наричат аберации. Всеки обектив има аберации.Основните са сферична аберацияи хроматична аберация.
Сферична аберация е, когато ръбовете на лещата отклоняват светлинните лъчи повече от средата. С други думи, лъчите светлина, преминаващи през лещата, не се събират на едно място. И за нас е много важно лъчите да се събират в една точка. В крайна сметка яснотата на изображението зависи от това. Но това не е толкова лошо. Знаете, че бялата светлина е съставна – включва лъчи от всички цветове на дъгата. Това може лесно да се провери с помощта на стъклена призма. Нека насочим към него тесен лъч бяла светлина. Ще видим, че белият лъч, първо, ще се разложи на няколко цветни лъча, и, второ, ще се пречупи, т.е. ще промени посоката. Но най-важното е, че лъчите различен цвятпречупват различно - червените се отклоняват по-малко, а сините повече. Лещата също е вид призма. И тя не фокусира лъчите еднакво различни цветове– сините се събират в точка по-близо до обектива, червените – по-далеч от него.
Изображението, създадено от обектива, винаги е леко оцветено около краищата с рамка на дъгата. Ето как се проявява хроматичната аберация.
За да намалят сферичната и хроматичната аберация, средновековните астрономи излязоха с идеята да направят лещи с много големи фокусни разстояния. Фокусно разстояниее разстоянието от центъра на лещата до фокус, т.е. точката, където се пресичат пречупените лъчи на светлината (всъщност при фокусиране се получава миниатюрно изображение на обект). Целта на лещата е да събере възможно най-много светлина от небесен обект и да изгради мъничко и ясно изображение на този обект на фокус.
полски астрономXVIIвек Ян Хевелий прави телескопи с дължина 50 метра. За какво? За да не влияят толкова много аберациите, т.е. за получаване на най-ясното и неоцветено изображение на небесен обект. Разбира се, работата с такъв рефрактор беше много неудобна. Следователно Хевелий, въпреки че беше трудолюбив астроном, не можа да открие много.
Впоследствие оптиците излязоха с идеята да направят леща не от една, а от две лещи. Освен това видовете стъкла и кривината на техните повърхности са избрани по такъв начин, че аберациите на едната леща да бъдат потиснати и аберациите на другата леща да бъдат компенсирани.
Така се появи сложна леща. Рефракторите веднага намаляват по размер. Защо да правите дълъг телескоп, ако висококачественият обектив може да бъде направен по-къс? Ето защо детските телескопи имат толкова лоши изображения - защото използват само една леща като обектив. А ти трябват поне две. Един обектив струва по-малко от два, затова детските телескопи са толкова евтини. Но все пак, без значение какъв вид оптично стъкло е избрано за лещи, не е възможно напълно да се избегне хроматичната аберация. Ето защо рефракторите винаги имат малък син ореол около изображението. Като цяло обаче рефракторите осигуряват най-ясните изображения сред телескопите на други системи.
Трябва да изберете рефрактор, ако планирате да наблюдавате детайли от небесни обекти - планини и кратери на Луната, ленти и Голямото червено петно на Юпитер, пръстени на Сатурн, двойни звезди, кълбовидни звездни купове и др. Трябва да се наблюдават бледи, размазани обекти - мъглявини, галактики, комети рефлекторен телескоп.
В рефлектора светлината се събира не от леща, а от вдлъбнато огледало с определена кривина. Огледалото се прави по-лесно от лещата, защото трябва да шлайфате само една повърхност. В допълнение, лещите изискват специално висококачествено стъкло, но всяко стъкло е подходящо за огледала. Следователно рефлекторите обикновено са по-евтини от рефракторите със същия диаметър на лещата. Много ентусиасти по астрономия изграждат сами добри рефлектори. Основното предимство на рефлектора е, че огледалото не произвежда хроматична аберация.Първият рефлектор в историята е създаден от Исак Нютон презXVIIIвек. Този английски учен беше първият, който забеляза, че вдлъбнато огледало еднакво отразява лъчи от всички цветове и може да създаде неоцветен образ. Нютон разработва оптичната система на телескопа, която обикновено се нарича Нютонова. Рефлекторите с Нютонова система днес се произвеждат индустриално в много страни по света.
Най-големият рефлектор на Нютоновата система вXVIIIвек е построен от английския астроном Уилям Хершел. Диаметърът на вдлъбнатото огледало е 122 см, а дължината на тръбата на телескопа е 12 метра. Разбира се, телескопът е тромав, но все пак вече не е 50-метровият рефрактор на Хевелий. С телескопа си Хершел прави много забележителни открития. Едно от най-важните е откриването на планетата Уран.
Нека разгледаме пътя на лъчите в рефракторната и рефлекторната система.
В рефрактора светлината преминава през леща и директно навлиза в окуляра и след това в окото на наблюдателя. В рефлектора светлината се отразява от вдлъбнато огледало и се насочва първо към плоско огледало, монтирано в горната част на тръбата, преди да влезе в окуляра и окото. Така рефлекторът има две огледала - едното вдлъбнато (основно), другото плоско (диагонално). Основната задача на огледалото е същата като тази на лещата на лещата - да събира светлина и да създава миниатюрно, рязко изображение на фокус.
Плоско (диагонално) огледало се поддържа от специални скоби (обикновено 4 от тях) в предната част на тръбата. Сега си представете: светлината влиза в тръбата на телескопа, част от светлината е блокирана от плоско огледало и стрии. В резултат на това до основното вдлъбнато огледало достига по-малко светлина, отколкото би получило иначе. Това се нарича централно екраниране. Централното екраниране води до загуба на яснота на изображението.
Най-после да се срещнем телескопи с огледални лещи. Те съчетават елементи от рефрактор и рефлектор. В предната част на тръбата има вдлъбнато огледало и леща. Обикновено гърбът на този обектив е със сребърно покритие. Този сребърен кръг играе ролята на допълнително огледало. Пътят на светлинните лъчи в телескопите с огледални лещи е по-сложен. Светлината преминава през предната леща, след това удря вдлъбнатото огледало, отразява се от него, връща се обратно към предната леща, отразява се от сребърния кръг, връща се обратно във вдлъбнатото огледало и преминава през отвора в това огледало. И едва след това светлината влиза в окуляра и окото на наблюдателя. Светлинният поток вътре в тръбата променя посоката си три пъти. Ето защо телескопите с огледални лещи са толкова компактни. Ако имате малко място на балкона си, тогава трябва да изберете точно такъв телескоп.
Има няколко оптични системи от телескопи с огледални лещи. Например, телескоп от системата Максутов, Шмид, Касегрен, Клевцов. Всяка от тези оптики решава по свой начин основните недостатъци на телескопа с огледална леща. Какви са тези недостатъци? Първо, има много оптични повърхности. Нека преброим: поне 6, като на всеки от тях се губи част от светлината (за информация има 4 от тях в рефрактора и рефлектора). INВ такъв телескоп се губи много светлина. Ако рефракторът е в състояние да пропусне 92% от светлината, влизаща в него от небесен обект, тогава само 55% от светлината преминава през телескоп с огледална леща. С други думи, обектите в такъв телескоп изглеждат по-тъмни в сравнение с рефрактор със същия диаметър на лещата. Следователно телескопите с огледални лещи се използват най-добре за ярки обекти - Луната и планетите. Но като вземем предвид централното екраниране поради огледалото на предната леща, трябва да признаем, че яснотата на изображението също е по-ниска, отколкото при рефрактора. второ,както лещата, така и вдлъбнатото огледало създават свои собствени аберации. Следователно висококачественият телескоп с огледална леща е доста скъп.
Увеличение на телескоп.За да намерите увеличението на телескоп, трябва да разделите фокусното разстояние на обектива на фокусното разстояние на окуляра. Например един обектив има фокусно разстояние 1 m (1000 mm), докато ние имаме на разположение три окуляра с фокусно разстояние 5 cm (50 mm), 2 cm (20 mm) и 1 cm (10 mm). Сменяйки тези окуляри, получаваме три увеличения:
Моля, обърнете внимание, че ако вземем фокусното разстояние на обектива в mm, тогава фокусното разстояние на окуляра също е в mm.
Изглежда, че ако вземете окуляри с все по-къс фокус, можете да получите все по-големи увеличения. Например, окуляр с фокусно разстояние от 1 мм би дал увеличение от 1000x с нашия обектив. Въпреки това е много трудно да се произведе такъв окуляр с висока точност и няма нужда. За наземни наблюдения не е възможно да се използва увеличение от повече от 500 пъти поради атмосферни смущения. Дори и да зададете увеличението на 500x, атмосферните течения развалят изображението толкова много, че нищо ново не се вижда на него. По правило наблюденията се извършват с максимално увеличение 200-300 пъти.
Въпреки използването на големи увеличения, звездите все още изглеждат като точки в телескоп . Причината е колосалното разстояние на звездите от Земята. Телескопът обаче ви позволява да видите звезди, невидими за окото, защото... събира повече светлина от човешкото око. Звездите в телескоп изглеждат по-ярки, нюансите им се различават по-добре и трептенето, причинено от земната атмосфера, е по-забележимо.
Максимално и минимално полезно увеличение на телескопа.Една от целите на телескопа е да събира повече светлина от небесен обект. Колкото повече светлина преминава през обектива на телескопа, толкова по-ярък ще изглежда обектът в зрителното поле. Това е особено важно при наблюдение на мъгляви обекти - мъглявини, галактики, комети. В този случай е необходимо цялата събрана светлина да попадне в окото на наблюдателя.
Максималният диаметър на зеницата на човешкото око е 6 mm. Ако светлинният лъч, излизащ от окуляра (т.нар изходна зеница ) ще бъде по-широк от 6 mm, което означава, че част от светлината няма да влезе в окото. Следователно трябва да използвате окуляр, който осигурява изходна зеница не по-широка от 6 mm. В този случай телескопът ще даде минималното полезно увеличение. Изчислява се така: Диаметърът на лещата (в mm) се разделя на 6 mm.Например, ако диаметърът на лещата е 120 mm, тогава минималното използваемо увеличение ще бъде 20x. Неразумно е да се използва още по-малко увеличение на този телескоп, тъй като изходната зеница ще бъде по-голяма от 6 mm.
Запомнете модела: Колкото по-малко е увеличението на телескопа, толкова по-голяма е изходната зеница (и обратното).
Минималното полезно увеличение на телескопа също се нарича еквипипиларен, защото изходната зеница на окуляра съвпада с максималния диаметър на човешката зеница - 6 мм.
За да намерите максималното използваемо увеличение на телескоп,трябва да умножите диаметъра на лещата (в mm) по 1,5. Ако диаметърът на лещата е 120 mm, тогава получаваме максимално полезно увеличение от 180 пъти. Можете да получите по-голямо увеличение с този телескоп, но ще бъде безполезно, т.к нови подробности няма да бъдат разкрити поради появата на дифракционни модели. Когато се наблюдават двойни звезди, понякога се използва увеличение, числено равно на два пъти диаметъра на лещата (в mm).
По този начин, на телескоп с диаметър на обектива 120 mm, има смисъл да се използват увеличения от 20 до 180 пъти.
Има т.нар проникващо увеличение.Смята се, че при използването му се постига най-доброто проникване - стават видими най-слабите звезди, достъпни за даден телескоп. Проникващото увеличение се използва за наблюдение на звездни купове и планетарни спътници. За да го намерите, трябва да разделите диаметъра на лещата (в mm) на 0,7.
В телескопите, заедно с окуляр, т.нар Леща на Барлоу, което е разсейваща леща. Ако лещата на Барлоу е двойна (2x), тогава изглежда, че увеличава фокусното разстояние на лещата 2 пъти (3x лещата на Barlow - 3 пъти). Ако, например, обективът има фокусно разстояние 1000 mm, тогава с помощта на 2x леща на Барлоу и окуляр с фокусно разстояние 10 mm ще получим увеличение от 200x. Така лещата на Барлоу служи за увеличаване на увеличението. Разбира се, този обектив въвежда свои собствени аберации в цялостната картина, така че при идентифициране на малки детайли на Луната, Слънцето и планетите е по-добре да се откажете от този обектив.
Вижте повече подробности
Нарича се телескоп, оборудван за снимане на небесни обекти астрограф. Вместо окуляр той използва приемник на радиация (преди това беше фотографска плака, фотографски филм, днес това са устройства със зарядна връзка). Светлочувствителният елемент на приемника на радиация е разположен във фокусната точка на лещата, така че да се улови миниатюрно изображение на обекта. Днес астрографът със сигурност се използва в комбинация с компютър.
Сър Исак Нютон (1643-1727) - английски учен
Огледалният телескоп на известния английски изследовател Исак Нютон не е едно от безценните съкровища, които могат да предизвикат възхищението на всички. Телескопът е научен инструмент. Но днес това е безценна реликва, защото Нютон го е направил сам. С негова помощ той обогати науката и цялото човечество с нови знания за звездите и движението на светлината. Получените от него научни данни не могат да бъдат надценени.
Интересът на Нютон към създаването на научни инструменти, с които да се извършват изследвания, възниква още през ученически години. Като момче той обичаше да гледа как работят дърводелците, как строят къща, как правят крилата на вятърна мелница, как създават колела за воденица. Той не просто гледаше, той запомняше и скицира у дома, създавайки подобие на рисунки, според които правеше работещи модели на вятърни и водни мелници. Но той не просто копира; той въведе определена иновация във всеки модел.
Неговата страст към моделирането беше отбелязана от учителите в училище, а роднини и приятели на семейство Нютон обърнаха внимание на това. Един ден той направи часовник, който работеше под напора на водата, изтичаща от резервоар. Тя падна във фунията и след това завъртя колелата. За изненада на възрастните той направи миниатюрна мелница за мелене на зърно. Неговият двигател беше мишка, която въртеше колелото. Той постигна това не чрез обучение, а чрез естественото желание на мишката да яде и окачи торба със зърно върху нея.
Нютон не е изобретател. Той не е изобретил нито едно от създадените от него устройства. Взе готови, но във всяка направи подобрения. Той се нуждаеше от телескоп, за да, чрез наблюдение на звездите, определи свойствата на светлината, да открие нейната скорост и да разкрие тайните на Вселената.
Първите телескопи или телескопи се появяват в Холандия през 17 век, въпреки че увеличителното свойство на вдлъбнати стъклени лещие бил известен още през 2500 г. пр.н.е. През 1610 г. италианският учен Галилео Галилей, използвайки проектиран от него инструмент, наблюдава звездите и прави изумителното заключение, че Вселената е безкрайна. Преди Галилей много природни явления са били описвани спекулативно, рядко въз основа на експерименти. Но Галилей беше първият, който направи заключение за движението на звездите и безкрайността на Вселената, въз основа на наблюдения през телескоп. Той беше сравнен с Колумб, откривателят на непознати досега земи. Дейността му стана пример за подражание.
В Холандия, Германия и Англия учените започнали да правят собствени телескопи. Нютон не избяга и от това изкушение. Университетската наука в Кеймбридж изисква нови инструменти и 22-годишният студент Нютон започва да създава свой собствен телескоп. Той сам полира лещите. Това беше най-трудната работа. В своите „Лекции по оптика” той описва същността на създаденото от него устройство и неговите възможности. Само няколко години по-късно той най-накрая успя да реализира идеите си в нов телескоп.
През 1671 г. новината, че в Кеймбридж неизвестен млад изобретател е създал специален телескоп с отразяващо сферично огледало, с което можете да приближавате небето и да наблюдавате звездите, достига до Лондон. Нютон беше помолен да изпрати устройството в столицата. Те искаха да демонстрират действието му пред монарха. На трона е Чарлз II, по време на чието управление Англия преживява икономически просперитет. Телескопът е щателно изследван от най-видните учени на времето, които са били членове на създаденото през 1662 г. Кралско математическо общество. И всички признаха голямата полезност на създадения в Кеймбридж телескоп. Кралят се съгласява с мнението на учените и през същата година 29-годишният Нютон е приет за член на Кралското математическо общество.
