Przyrządy astronomiczne i obserwacje za ich pomocą. Teleskopy optyczne - rodzaje i budowa

Obserwowanie piękna ciał niebieskich jest niezwykle interesujące, szczególnie nocą, kiedy można podziwiać gwiazdy, planety i różne galaktyki. Jeśli chcesz dołączyć do miłośników astronomii i zobaczyć wszystkie gwiazdy, musisz kupić teleskop. Gdzie zacząć? Jak wybrać teleskop dla początkujących? Aby to zrobić, nie potrzebujesz wiele - odpowiedniego instrumentu optycznego, mapy gwiazd i szalonego zainteresowania tą tajemniczą nauką. Dziś dowiesz się czym jest teleskop, rozważysz jego odmiany, na jakie parametry warto zwrócić uwagę wybierając urządzenie, które otworzy przed Tobą świat jasnych gwiazd i konstelacji.

Główne pytania

Jak wybrać teleskop? Przed zakupem teleskopu spróbuj zrozumieć, co chcesz uzyskać dzięki temu zakupowi. Zalecamy sporządzenie listy pytań i próbę odpowiedzi na nie przed udaniem się do sklepu. Należy odpowiedzieć na następujące pytania:

• Jakie obiekty chciałbyś zobaczyć na niebie?
• Gdzie planujesz używać urządzenia - w domu czy na zewnątrz?
• Czy chcesz w przyszłości zajmować się astrofotografią?
• Ile jesteś skłonny wydać na swoje hobby?
• Które ciała niebieskie chciałbyś obserwować - najbliższe planety Układu Słonecznego czy najdalsze galaktyki i mgławice?

Bardzo ważne jest udzielenie prawidłowej odpowiedzi na te pytania. Urządzenie kosztuje mnóstwo pieniędzy i trzeba poprawnie wybrać konkretny model, aby kupić teleskop w pełni odpowiadający Twoim doświadczeniom i osobistym preferencjom.

Zasada działania i budowa teleskopu

Takie urządzenie optyczne jest dość skomplikowanym urządzeniem, dzięki któremu w wielokrotnej lupie można zobaczyć nawet najbardziej odległe obiekty (ziemskie lub astronomiczne). Jego konstrukcja składa się z tubusu, w którym na jednym końcu (bliżej nieba) wbudowana jest soczewka zbierająca światło lub zwierciadło wklęsłe - soczewka. Z drugiej strony znajduje się tzw. okular, przez który oglądamy odległy obraz. O tym, który teleskop jest lepszy, porozmawiamy nieco później.

Konstrukcja teleskopu wyposażona jest w następujące wyposażenie dodatkowe:

• Wyszukiwarka do wykrywania określonych obiektów astronomicznych.
• Filtry świetlne blokujące silne odblaski ciał niebieskich.
• Płytki korekcyjne lub zwierciadła ukośne zdolne do odwrócenia widzialnego obrazu przekazywanego przez obiektyw „do góry nogami”.

Teleskopy do użytku profesjonalnego, wyposażone w funkcje astrofotografii i wideo, mogą być wyposażone w następujący sprzęt:

• System wyszukiwania GPS.
• Skomplikowany sprzęt elektroniczny.
• Silnik elektryczny.

Rodzaje teleskopów

Teraz przedstawimy Państwu główne typy przyrządów optycznych, które różnią się między sobą rodzajem konstrukcji, obecnością komponentów i elementów dodatkowych.

Refraktory (soczewka)

Teleskop tego typu łatwo rozpoznać po dość prostej konstrukcji, przypominającej lunetę. Soczewka i okular znajdują się na tej samej osi, a przedmiot powiększający transmitowany jest w widmie bezpośrednim - tak jak w pierwszych teleskopach wyprodukowanych wiele lat temu.

Takie refrakcyjne urządzenia optyczne mogą zbierać odbite światło ciał niebieskich za pomocą 2–5 wypukłych soczewek powiększających umieszczonych na dwóch końcach długiej rurowej konstrukcji.

Jak wybrać teleskop dla miłośnika astrologii?

Aparat soczewkowy jest idealny dla początkujących do obserwacji życia ciał niebieskich. Teleskopy soczewkowe zapewniają dobry widok zarówno obiektów ziemskich, jak i niebieskich poza granicami naszego Układu Słonecznego. Korzystając z teleskopu refrakcyjnego można zauważyć, że gdy światło wychwycone przez obiektyw może tracić klarowność obrazu, a przy wielokrotnym powiększeniu można zaobserwować lekko nieostre obiekty.

Ważny! Lepiej jest używać takiego urządzenia na otwartych przestrzeniach, najlepiej poza miastem, gdzie nie ma oświetlenia nieba obcymi promieniami.

Zalety:

• Łatwy w użyciu i nie wymaga dodatkowej, kosztownej konserwacji.
• Szczelna konstrukcja urządzenia chroni urządzenie przed kurzem i wilgocią.
• Odporny na zmiany temperatury
• Mogą zapewnić wyraźny i jasny obraz pobliskich obiektów astronomicznych.
• Mają długą żywotność.

Wady:

• Bardzo duży i ciężki (waga niektórych teleskopów sięga 20 kg).
• Maksymalna średnica soczewki powiększającej wynosi 150 mm.
• Nie nadaje się do obserwacji miejskich.

W zależności od rodzaju soczewek optycznych teleskopy dzielą się na następujące typy:

• Achromatyczny - wyposażony w małe i średnie powiększenie optyczne, ale pokazujący płaski obraz.
• Apochromatyczny - daje wypukły obraz, ale eliminuje defekty rozmytego konturu i pojawienie się wtórnego widma światła.

Odblaski (lustro)

Jak wybrać teleskop do obserwacji? Zadaniem takiego teleskopu jest wychwytywanie i przesyłanie wiązki światła za pomocą dwóch zwierciadeł wklęsłych: pierwsze umieszczone jest wewnątrz tubusu, drugie załamuje obraz pod kątem, kierując go na boczną soczewkę.

W przeciwieństwie do aparatu reflektorowego, taki teleskop może badać głęboki kosmos i uzyskiwać wyższej jakości obrazy odległych galaktyk. Ponieważ lustra są tańsze niż soczewki, cena będzie odpowiednio niska.

Ważny! Początkującemu użytkownikowi będzie trudno poradzić sobie ze skomplikowanymi ustawieniami technicznymi i regulacjami takiego teleskopu. Dlatego zalecamy najpierw poćwiczyć na reflektorze, a później przejść na wyższy poziom zawodowy.

Plusy:

• Prostota konstrukcji teleskopu.
• Kompaktowy rozmiar i niewielka waga.
• Dobrze oddaje przytłumione światło najbardziej odległych obiektów kosmicznych.
• Przysłona powiększająca o dużej średnicy (od 250–400 mm), która przekazuje bardziej kontrastowy i jasny obraz, bez żadnych wad.
• Rozsądna cena w porównaniu do drogich refraktorów

Wady:

• Wymaga specjalnego doświadczenia i czasu na ustawienie układu optycznego.
• Do wnętrza konstrukcji mogą przedostać się cząsteczki kurzu i brudu.
• Nie lubi zmian temperatur.
• Nie nadaje się do oglądania obiektów naziemnych i pobliskich Układu Słonecznego.

Katadioptria (soczewka lustrzana)

Soczewki i zwierciadła są elementami składowymi soczewek teleskopów katadioptrycznych. To urządzenie zawiera wszystkie zalety i w miarę możliwości koryguje wady za pomocą specjalnych płytek. Dzięki takiemu urządzeniu możesz nie tylko uzyskać najczystszy obraz bliskich i dalekich ciał niebieskich, ale także wykonać wysokiej jakości zdjęcia widzianego obiektu.

Plusy:

• Mały rozmiar i możliwość transportu.
• Przesyłają najwyższej jakości obrazy ze wszystkich istniejących teleskopów.
• Wyposażony w otwór o średnicy do 400 mm.

Wady:

• Drogi.
• Akumulacja powietrza wewnątrz rury teleskopowej.
• Złożony projekt i sterowanie.

Opcje wyboru teleskopu

Czas rozważyć główne cechy nowoczesnych instrumentów optycznych, aby zrozumieć, jak wybrać teleskop dla początkujących i nie tylko.

Przysłona (średnica obiektywu)

Jest to główne kryterium wyboru dowolnego teleskopu. Zdolność lustra lub soczewki do wychwytywania światła zależy od apertury obiektywu: im wyższa jest ta cecha, tym więcej odbitych promieni trafi w soczewkę. Dzięki temu będziesz mógł zobaczyć wysokiej jakości obraz, a nawet uchwycić słabą widoczność najbardziej odległych obiektów kosmicznych.

Wybierając przysłonę w oparciu o swoje cele, skup się na następujących liczbach:

• Aby zobaczyć wyraźne szczegóły na obrazie pobliskich planet lub satelitów, wystarczy teleskop o średnicy do 150 mm. W warunkach miejskich liczbę tę można zmniejszyć do 70–90 mm.
• Urządzenie o aperturze większej niż 200 mm będzie w stanie oglądać bardziej odległe ciała niebieskie.
• Jeśli chcesz zobaczyć bliskie i dalekie ciała niebieskie poza miastem, możesz wypróbować największy rozmiar soczewki optycznej – aż do 400 mm.

Długość ogniskowa

Odległość ciał niebieskich od punktu w okularze nazywana jest ogniskową. To tutaj wszystkie promienie świetlne tworzą wiązkę pojedynczego blasku. Wskaźnik ten decyduje o stopniu powiększenia i wyrazistości widzialnego obrazu – im jest on wyższy, tym lepiej zobaczymy interesujące nas ciało niebieskie. Im wyższa ostrość, tym dłuższy sam teleskop, więc takie wymiary mogą mieć wpływ na zwartość jego przechowywania i transportu.

Ważny! Urządzenie o krótkim ogniskowaniu można przechowywać w domu, ale urządzenie o długim ogniskowaniu można przechowywać w większym pomieszczeniu, na przykład na dziedzińcu domu lub w wiejskim domu.

Współczynnik powiększenia

Wskaźnik ten można łatwo wyznaczyć dzieląc ogniskową przez charakterystykę okularu. Jeśli więc średnica teleskopu wynosi 800 mm, a okular 16, to można uzyskać powiększenie optyczne 50x.

Ważny! Jeśli zainstalujesz słabszy lub mocniejszy okular, możesz niezależnie regulować powiększenie różnych obiektów.

Producenci oferują dziś różne optyki – od najniższej (4–40 mm) po najwyższą, która może podwoić ostrość urządzenia optycznego.

Typ mocowania

To nic innego jak stojak na teleskop. Jego bezpośrednim celem jest ułatwienie obsługi teleskopu.

Zestaw amatorski i półprofesjonalny składa się z 3 głównych typów takich ruchomych podpór:

• Azimuthal to dość prosta podstawka, która przesuwa urządzenie w poziomie i w pionie. W tego typu wsporniki wyposażone są refraktory i katadioptryki. Montaż azymutalny nie nadaje się do astrofotografii, ponieważ nie jest w stanie uchwycić wyraźnego obrazu obiektu.
• Równikowa - ma imponującą wagę i wymiary, ale doskonale odnajduje pożądaną gwiazdę na danych współrzędnych. Ten typ mocowania nadaje się do reflektorów, które wychwytują najbardziej odległe galaktyki. Wsparcie równikowe jest bardzo popularne wśród miłośników astrofotografii.
• System Domson to skrzyżowanie zwykłego, taniego statywu azymutalnego z solidną konstrukcją paralaktyczną. Bardzo często jest dodawany do pakietu z mocnymi reflektorami.

• Nie należy przepłacać za wymiary teleskopu. Powinien być taki, aby można go było samodzielnie przenosić i transportować. Najlepszy teleskop do użytku domowego powinien być tak kompaktowy i łatwy w obsłudze, jak to tylko możliwe.
• Jeśli przewozisz urządzenie w samochodzie, musisz upewnić się, że wymiary rury pozwalają na umieszczenie go w kabinie lub bagażniku. W przeciwnym razie będziesz musiał naprawić nie tylko teleskop, ale także ciężarówkę.
• Wybierz wcześniej lokalizację, aby obejrzeć obiekty niebieskie. Najlepszą opcją byłoby miejsce położone poza miastem. Jeśli nie masz transportu, zatrzymaj się w najbliższym punkcie obserwacyjnym przy braku pobliskich osiedli mieszkaniowych i innych budynków.
• Jeśli jesteś początkujący, nie wydawaj od razu całego zgromadzonego budżetu. Zakup okularów, wydajnych filtrów i innego sprzętu to bardzo kosztowny proces.
• Staraj się obserwować ciała niebieskie tak często, jak to możliwe. Jeśli więc na co dzień korzystasz z teleskopu i patrzysz na te same obiekty, to z biegiem czasu możesz dostrzec ich nowe zmiany i ruchy.
• Jeśli Twoim celem jest badanie najodleglejszych galaktyk i mgławic, kup reflektor o średnicy 250 mm lub większej, uzupełniony statywem azymutalnym.
• Miłośnicy astrofotografii nie mogą obejść się bez katadioptrycznego urządzenia optycznego z potężną aperturą (400 mm) i najdłuższą odległością ogniskowania wynoszącą 1000 mm. Do zestawu można dodać automatyczny montaż paralaktyczny.
• Możesz podarować swojemu dziecku niedrogi i łatwy w obsłudze teleskop refraktorowy z serii dla dzieci, wyposażony w aperturę 70 mm na wsporniku azymutalnym. A dodatkowy adapter pomoże Ci wykonać spektakularne zdjęcia Księżyca i obiektów naziemnych.

Materiał wideo

Mamy nadzieję, że po przeczytaniu naszego artykułu staniesz się ekspertem w dziedzinie teleskopu, a wybór dobrego teleskopu do Twojego domu nie będzie dla Ciebie problemem. Obserwowanie Księżyca, gwiazd, planet, galaktyk i ciekawych mgławic jest niezwykle ekscytujące i niezwykle interesujące! Życzymy nowych odkryć i długiej żywotności teleskopu!

Obecnie na półkach sklepowych można znaleźć różnorodne teleskopy. Współcześni producenci dbają o swoich klientów i starają się ulepszyć każdy model, stopniowo eliminując wady każdego z nich.

Ogólnie rzecz biorąc, takie urządzenia są nadal rozmieszczone według jednego podobnego schematu. Jaka jest ogólna konstrukcja teleskopu? Więcej na ten temat później.

Rura

Główną częścią instrumentu jest rura. Umieszczona jest w nim soczewka, w którą następnie wpadają promienie światła. Soczewki są dostępne w różnych typach. Są to reflektory, soczewki katadioptryczne i refraktory. Każdy typ ma swoje zalety i wady, które użytkownicy studiują przed zakupem i na ich podstawie dokonują wyboru.

Główne elementy każdego teleskopu: tubus i okular

Oprócz fajki instrument posiada również szukacz. Można powiedzieć, że jest to miniaturowy teleskop podłączany do głównej rury. W tym przypadku obserwuje się wzrost 6-10 razy. Ta część urządzenia jest niezbędna do wstępnego namierzenia obserwowanego obiektu.

Okular

Kolejnym ważnym elementem każdego teleskopu jest okular. To właśnie za pośrednictwem tej wymiennej części instrumentu użytkownik prowadzi obserwację. Im krótsza ta część, tym większe może być powiększenie, ale mniejszy kąt widzenia. Z tego powodu najlepiej jest kupić razem z urządzeniem kilka różnych okularów. Na przykład przy stałym i zmiennym skupieniu.

Montaż, filtry i inne części

Montaż również występuje w kilku rodzajach. Z reguły teleskop montowany jest na statywie, który ma dwie osie obrotowe. Warto wspomnieć także o dodatkowych „nasadkach” do teleskopu. Przede wszystkim są to filtry świetlne. Są potrzebne astronomom do różnych celów. Ale dla początkujących nie jest konieczne ich kupowanie.

To prawda, że ​​​​jeśli użytkownik planuje podziwiać księżyc, potrzebny będzie specjalny filtr księżycowy, który ochroni oczy przed zbyt jasnym obrazem. Istnieją również specjalne filtry, które mogą wyeliminować przeszkadzające światło miejskich świateł, ale są one dość drogie. Do oglądania obiektów we właściwej pozycji przydatne są także lustra ukośne, które w zależności od typu potrafią odchylać promienie o 45 lub 90 stopni.

Każdy teleskop optyczny składa się z rury, statywu lub podstawy, na której rura jest zainstalowana, montażu z osiami do nakierowania na obiekt i oczywiście samej optyki - okularu i soczewki. W zależności od konstrukcji optycznej wszystkie teleskopy można podzielić na trzy duże grupy:

• Teleskopy lustrzane (lub reflektory), które wykorzystują lustra jako elementy zbierające światło,
• Teleskopy soczewkowe (lub refraktory), które wykorzystują soczewki jako elementy zbierające światło
• Teleskopy z soczewkami lustrzanymi (katadioptryczne), których konstrukcja obejmuje zarówno lustro, jak i soczewkę (menisk), która służy do kompensacji aberracji.

Tuba teleskopu. W refraktorach tubus jest hermetycznie uszczelniony, co chroni soczewki przed kurzem i wilgocią. Natomiast otwarty reflektor podczas obserwacji prowadzi do pojawienia się kurzu w układzie, a także do pogorszenia obrazu na skutek prądów powietrza. Tubusy teleskopów różnią się także długością. Refraktory zwykle onieśmielają imponującymi wymiarami, podczas gdy reflektory są w porównaniu z nimi kompaktowe i wygodniejsze w transporcie. Teleskopy z soczewkami lustrzanymi również mają krótki tubus, ale ważą znacznie więcej niż reflektory.

Mocowanie teleskopu. Montaż to wspornik teleskopu, zwykle montowany na statywie. Montaż składa się z dwóch osi celowniczych, umieszczonych względem siebie prostopadle, napędów oraz układu pomiaru kąta obrotu.

Istnieją dwa rodzaje montażu: równikowy i azymutalny. Montaż paralaktyczny polega na obracaniu jednej z płaszczyzn teleskopu prostopadle do osi Ziemi, dzięki czemu w trakcie obserwacji łatwo kompensuje się codzienny obrót Ziemi. W porównaniu do montażu al-azymutalnego, montaż ten jest dość masywny i droższy. Montaż azymutalny ma pionową i poziomą oś obrotu, dzięki czemu teleskop może obracać się zarówno w elewacji, jak i w azymucie. Dzięki takiemu mocowaniu znacznie trudniej jest skompensować obrót globusa, jest to jednak znacznie prostsze, bardziej kompaktowe i tańsze.

Podstawowe charakterystyki teleskopów optycznych. Głównymi cechami każdego teleskopu optycznego są: średnica obiektywu (apertura) i ogniskowa obiektywu.

Aperturę określa się na podstawie średnicy soczewki (w refraktorze) lub głównego zwierciadła (w reflektorze) i mierzy się ją w calach lub milimetrach. Innymi słowy, apertura będzie równa średnicy wiązki światła, jaką teleskop jest w stanie odebrać. Rozdzielczość teleskopu, czyli wartość minimalnej odległości kątowej pomiędzy obiektami dostrzegalnymi przez teleskop, zależy od średnicy obiektywu.

Ogniskowa soczewki teleskopu to odległość, z której zwierciadło lub soczewka soczewki tworzy obraz obiektu w nieskończoności. Ogniskowa określa aperturę teleskopu (stosunek ogniskowej do średnicy obiektywu), a także powiększenie optyczne (stosunek ogniskowej obiektywu i okularu).

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

> Rodzaje teleskopów

Wszystkie teleskopy optyczne są pogrupowane według rodzaju elementu zbierającego światło na zwierciadło, soczewkę i kombinowane. Każdy typ teleskopu ma swoje zalety i wady, dlatego przy wyborze optyki należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: warunki i cele obserwacji, wymagania dotyczące wagi i mobilności, cenę, poziom aberracji. Scharakteryzujmy najpopularniejsze typy teleskopów.

Refraktory (teleskopy soczewkowe)

Refraktory Są to pierwsze teleskopy wynalezione przez człowieka. W takim teleskopie za zbieranie światła odpowiedzialna jest soczewka dwuwypukła, która pełni rolę obiektywu. Jego działanie opiera się na głównej właściwości soczewek wypukłych - załamywaniu promieni świetlnych i ich gromadzeniu w skupieniu. Stąd nazwa – refraktory (od łacińskiego refract – załamywać).

Powstał w 1609 r. Wykorzystał dwie soczewki, aby zebrać maksymalną ilość światła gwiazd. Pierwsza soczewka, która pełniła funkcję soczewki, była wypukła i służyła do zbierania i skupiania światła z określonej odległości. Druga soczewka, pełniąca rolę okularu, była wklęsła i służyła do przekształcania zbiegającej się wiązki światła w równoległą. Stosując system Galileusza możliwe jest uzyskanie bezpośredniego, nieodwróconego obrazu, na którego jakość duży wpływ ma aberracja chromatyczna. Efekt aberracji chromatycznej można postrzegać jako fałszywe zabarwienie szczegółów i krawędzi obiektu.

Refraktor Keplera to bardziej zaawansowany system, który powstał w 1611 roku. Tutaj jako okular zastosowano soczewkę wypukłą, w której ogniskowanie przednie połączono z ogniskowaniem tylnym obiektywu. W rezultacie końcowy obraz został odwrócony do góry nogami, co w badaniach astronomicznych nie jest istotne. Główną zaletą nowego systemu jest możliwość zamontowania siatki pomiarowej wewnątrz rury w jej ognisku.

Konstrukcja ta również charakteryzowała się aberracją chromatyczną, jednak efekt można było zneutralizować poprzez zwiększenie ogniskowej. Dlatego ówczesne teleskopy miały ogromną ogniskową i tubus o odpowiedniej wielkości, co powodowało poważne trudności w prowadzeniu badań astronomicznych.

Na początku XVIII wieku pojawił się, który jest popularny do dziś. Obiektyw tego urządzenia składa się z dwóch soczewek wykonanych z różnych rodzajów szkła. Jedna soczewka jest zbieżna, druga rozbieżna. Taka konstrukcja może znacząco redukować aberrację chromatyczną i sferyczną. Korpus teleskopu pozostaje bardzo kompaktowy. Dziś stworzono refraktory apochromatyczne, w których wpływ aberracji chromatycznej zredukowany jest do możliwego minimum.

Zalety refraktorów:

• Prosta konstrukcja, łatwość obsługi, niezawodność;
• Szybka stabilizacja termiczna;
• Niewymagający profesjonalnej obsługi;
• Idealny do eksploracji planet, Księżyca, gwiazd podwójnych;
• Doskonałe oddawanie barw w wersji apochromatycznej, dobre w wersji achromatycznej;
• System bez centralnego ekranu od zwierciadła diagonalnego lub wtórnego. Stąd wysoki kontrast obrazu;
• Brak przepływu powietrza w rurze, co chroni optykę przed brudem i kurzem;
• Jednoczęściowa konstrukcja obiektywu, która nie wymaga regulacji przez astronoma.

Wady refraktorów:

• Wysoka cena;
• Duża waga i wymiary;
• Mała praktyczna średnica otworu;
• Ograniczenia w badaniu słabych i małych obiektów w głębokiej przestrzeni kosmicznej.

Nazwa teleskopów lustrzanych - reflektory pochodzi od łacińskiego słowa Reflectio – odzwierciedlać. Urządzenie to jest teleskopem z soczewką, która pełni funkcję zwierciadła wklęsłego. Jego zadaniem jest zebranie światła gwiazd w jednym punkcie. Umieszczając okular w tym miejscu, można zobaczyć obraz.

Jeden z pierwszych reflektorów ( Teleskop Grzegorza) został wynaleziony w 1663 roku. Teleskop ten ze zwierciadłem parabolicznym był całkowicie wolny od aberracji chromatycznych i sferycznych. Światło zbierane przez lustro odbijało się od małego owalnego lusterka, które umieszczono przed głównym, w którym znajdował się mały otwór na wyjście wiązki światła.

Newton był całkowicie zawiedziony teleskopami załamującymi, dlatego jednym z jego głównych osiągnięć był teleskop zwierciadlany, stworzony na bazie metalowego zwierciadła głównego. Odbijał jednakowo światło o różnych długościach fal, a kulisty kształt lustra sprawiał, że urządzenie było bardziej dostępne nawet do samodzielnej produkcji.

W 1672 roku astronom Laurent Cassegrain zaproponował projekt teleskopu przypominającego słynny reflektor Gregory'ego. Jednak ulepszony model miał kilka poważnych różnic, z których główną było wypukłe hiperboliczne zwierciadło wtórne, które sprawiło, że teleskop był bardziej kompaktowy i zminimalizował centralne ekranowanie. Jednak tradycyjny reflektor Cassegraina okazał się mało zaawansowany technologicznie do masowej produkcji. Głównymi przyczynami tej niepopularności są lustra o skomplikowanych powierzchniach i nieskorygowana aberracja koma. Jednak modyfikacje tego teleskopu są dziś stosowane na całym świecie. Na przykład teleskop Ritchie-Chretien i wiele instrumentów optycznych opartych na tym systemie Schmidta-Cassegraina i Maksutowa-Cassegraina.

Dziś pod nazwą „reflektor” powszechnie rozumie się teleskop Newtona. Jego głównymi cechami są mała aberracja sferyczna, brak jakiegokolwiek chromatyzmu, a także nieizoplanatyzm - przejaw komy blisko osi, co jest związane z nierównością poszczególnych stref pierścieniowych apertury. Z tego powodu gwiazda w teleskopie nie wygląda jak okrąg, ale jak jakiś rzut stożka. Jednocześnie jego tępa okrągła część jest obrócona od środka na bok, a ostra część przeciwnie, w stronę środka. Aby skorygować efekt komy, stosuje się korektory obiektywu, które należy zamocować przed aparatem lub okularem.

„Newtony” często wykonuje się na montażu Dobsona, które jest praktyczne i kompaktowe. Dzięki temu teleskop jest urządzeniem bardzo przenośnym, pomimo wielkości apertury.

Zalety odbłyśników:

Przystępna cena;

• Mobilność i zwartość;
• Wysoka wydajność podczas obserwacji słabych obiektów w głębokim kosmosie: mgławice, galaktyki, gromady gwiazd;

Maksymalna jasność i wyrazistość obrazu przy minimalnych zniekształceniach.

Aberracja chromatyczna jest zredukowana do zera.

Wady reflektorów:

• Rozciągnięcie zwierciadła wtórnego, ekranowanie centralne. Stąd niski kontrast obrazu;
• Stabilizacja termiczna dużego szklanego lustra zajmuje dużo czasu;
• Otwarta rura bez ochrony przed gorącem i kurzem. Stąd niska jakość obrazu;
• Wymagana jest regularna kolimacja i wyrównywanie, które mogą zostać utracone podczas użytkowania lub transportu.

Teleskopy katadioptryczne wykorzystują zarówno zwierciadła, jak i soczewki do korygowania aberracji i konstruowania obrazu. Obecnie największe zapotrzebowanie jest na dwa typy takich teleskopów: Schmidt-Cassegrain i Maksutov-Cassegrain.

Projekt instrumentu Schmidta-Cassegraina(SHK) składa się ze sferycznych zwierciadeł głównych i wtórnych. W tym przypadku aberrację sferyczną koryguje się za pomocą pełnej apertury płytki Schmidta, która jest instalowana na wejściu do rury. Jednakże pozostają tu pewne resztkowe aberracje w postaci komy i krzywizny pola. Ich korekcja możliwa jest za pomocą korektorów soczewkowych, które są szczególnie istotne w astrofotografii.

Główne zalety urządzeń tego typu to minimalna waga i krótki tubus przy zachowaniu imponującej średnicy otworu i ogniskowej. Jednocześnie modele te nie charakteryzują się rozciągnięciem mocowania zwierciadła wtórnego, a specjalna konstrukcja rury zapobiega przedostawaniu się powietrza i kurzu do wnętrza.

Rozwój systemu Maksutowa-Cassegraina(MK) należy do radzieckiego inżyniera optyka D. Maksutowa. Konstrukcja takiego teleskopu wyposażona jest w zwierciadła sferyczne, a za korygowanie aberracji odpowiada pełnoaperturowy korektor obiektywu, którego rolą jest soczewka wypukło-wklęsła – menisk. Dlatego taki sprzęt optyczny nazywany jest często reflektorem meniskowym.

Do zalet MC należy możliwość skorygowania niemal każdej aberracji poprzez dobór głównych parametrów. Jedynym wyjątkiem jest aberracja sferyczna wyższego rzędu. Wszystko to sprawia, że ​​schemat cieszy się popularnością wśród producentów i pasjonatów astronomii.

Rzeczywiście, przy pozostałych parametrach system MK daje lepsze i wyraźniejsze obrazy niż schemat ShK. Większe teleskopy MK charakteryzują się jednak dłuższym okresem stabilizacji termicznej, gdyż gruby menisk traci temperaturę znacznie wolniej. Dodatkowo MK są bardziej wrażliwe na sztywność mocowania korektora, przez co konstrukcja teleskopu jest cięższa. Jest to związane z dużą popularnością systemów MK o małych i średnich aperturach oraz systemów ShK o średnich i dużych aperturach.

Ponadto opracowano systemy katadioptryczne Maksutowa-Newtona i Schmidta-Newtona, których konstrukcja została stworzona specjalnie w celu korygowania aberracji. Zachowały wymiary Newtona, ale ich waga znacznie wzrosła. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku korektorów menisku.

Zalety

• Wszechstronność. Może być używany zarówno do obserwacji naziemnych, jak i kosmicznych;
• Zwiększony poziom korekcji aberracji;
• Ochrona przed kurzem i przepływem ciepła;
• Kompaktowe wymiary;
• Przystępna cena.

Wadyteleskopy katadioptryczne:

• Długi okres stabilizacji termicznej, co jest szczególnie istotne w przypadku teleskopów z korektorem menisku;
• Złożoność projektu, która powoduje trudności podczas instalacji i samoregulacji.

Centrum Edukacyjne GOU nr 548 „Carycyno”

Stepanova Olga Władimirowna

Streszczenie o astronomii

Temat abstrakcyjny: „Zasada działania i przeznaczenie teleskopu”

Nauczyciel: Zakurdaeva S.Yu

1. Wstęp

2. Historia teleskopu

3. Rodzaje teleskopów. Podstawowe cele i zasada działania teleskopu

4. Teleskopy refraktorowe

5. Teleskopy reflektorowe

6. Teleskopy z soczewkami lustrzanymi (katadioptryczne)

7. Teleskopy radiowe

8. Kosmiczny Teleskop Hubble'a

9. Wniosek

10. Wykaz używanej literatury

1. Wstęp

Gwiaździste niebo jest bardzo piękne, przyciąga ogromne zainteresowanie i uwagę. Przez długi czas ludzie próbowali zrozumieć, co istnieje poza planetą Ziemia. Chęć poznania i odkrywania skłoniła ludzi do poszukiwania możliwości badania przestrzeni kosmicznej, dlatego wynaleziono teleskop. Teleskop jest jednym z głównych instrumentów, które pomogły i nadal pomagają w badaniu przestrzeni, gwiazd i planet. Uważam, że warto wiedzieć o tym urządzeniu, bo każdy z nas chociaż raz spoglądał lub na pewno kiedyś będzie patrzył przez teleskop. I na pewno odkryjesz coś nieopisanie pięknego i nowego.

Astronomia to jedna z najstarszych nauk, której początki sięgają epoki kamienia (VI – III tysiąclecie p.n.e.). Astronomia bada ruch, strukturę, pochodzenie i rozwój ciał niebieskich i ich układów.

Człowiek zaczął badać Wszechświat na podstawie tego, co zobaczył na niebie. I przez wiele stuleci astronomia pozostawała nauką czysto optyczną.

Ludzkie oko jest bardzo zaawansowanym instrumentem optycznym stworzonym przez naturę. Jest w stanie wychwycić nawet pojedyncze kwanty światła. Za pomocą wzroku człowiek postrzega ponad 80% informacji o świecie zewnętrznym. Akademik S.I. Wawiłow doszedł do wniosku, że oko ludzkie jest w stanie wychwycić maleńkie porcje światła – zaledwie kilkanaście fotonów. Z drugiej strony oko jest w stanie wytrzymać ekspozycję na silne strumienie światła, na przykład ze Słońca, reflektora punktowego lub łuku elektrycznego. Ponadto ludzkie oko jest bardzo zaawansowanym, szerokokątnym układem optycznym o dużym kącie widzenia. Jednak z punktu widzenia wymagań obserwacji astronomicznych oko ma także bardzo istotne wady. Główną jest to, że zbiera za mało światła. Dlatego patrząc w niebo gołym okiem, nie widzimy wszystkiego. Wyróżniamy na przykład tylko nieco ponad dwa tysiące gwiazd, podczas gdy jest ich miliardy, miliardy.

Dlatego w astronomii nastąpiła prawdziwa rewolucja, gdy z pomocą oku przyszedł teleskop. Teleskop jest głównym instrumentem używanym w astronomii do obserwacji ciał niebieskich, odbierania i analizowania pochodzącego od nich promieniowania. Teleskopy służą także do badania promieniowania spektralnego, zdjęć rentgenowskich, zdjęć ciał niebieskich w ultrafiolecie itp. Słowo „teleskop” pochodzi od dwóch greckich słów: tele – daleko i skopeo – patrzenie.

2. Historia teleskopu

Trudno powiedzieć, kto pierwszy wynalazł teleskop. Wiadomo, że nawet starożytni używali szkieł powiększających. Dotarła do nas także legenda, jakoby Juliusz Cezar podczas najazdu na Brytanię od wybrzeży Galii patrzył przez teleskop na mglistą brytyjską krainę. Roger Bacon, jeden z najwybitniejszych naukowców i myślicieli XIII wieku, wynalazł kombinację soczewek, dzięki którym odległe obiekty wydają się bliskie podczas oglądania.

Nie wiadomo, czy rzeczywiście tak było. Nie ulega jednak wątpliwości, że na samym początku XVII wieku w Holandii niemal jednocześnie trzech optyków ogłosiło wynalezienie teleskopu – Liperschey, Meunus, Jansen. Pod koniec 1608 roku wyprodukowano pierwsze teleskopy, a pogłoski o tych nowych instrumentach optycznych szybko rozeszły się po całej Europie.

Pierwszy teleskop został zbudowany w 1609 roku przez włoskiego astronoma Galileo Galilei.Galileo. Galileusz urodził się w 1564 roku we włoskim mieście Piza. Jako syn szlachcica Galileusz kształcił się w klasztorze, a w 1595 roku został profesorem matematyki na Uniwersytecie w Padwie, jednym z czołowych ówczesnych uniwersytetów europejskich, położonym w Republice Weneckiej. Władze uczelni umożliwiły mu prowadzenie badań, a jego odkrycia dotyczące ruchu ciał zyskały szerokie uznanie. W 1609 roku dotarła do niego informacja o wynalezieniu urządzenia optycznego umożliwiającego obserwację odległych ciał niebieskich. W krótkim czasie Galileusz wynalazł i zbudował kilka własnych teleskopów. Teleskop miał skromne wymiary (długość tubusu 1245 mm, średnica obiektywu 53 mm, okular 25 dioptrii), niedoskonałą konstrukcję optyczną i 30-krotne powiększenie. Do badania ciał niebieskich używał teleskopów, a liczba obserwowanych przez niego gwiazd była 10 razy większa niż liczba gwiazd, które można zobaczyć gołym okiem. 7 stycznia 1610 roku Galileusz po raz pierwszy skierował zbudowany przez siebie teleskop na niebo. Odkrył, że powierzchnia Księżyca jest gęsto pokryta kraterami i odkrył 4 największe satelity Jowisza. Oglądana przez teleskop planeta Wenus zdawała się przypominać mały Księżyc. Zmienił swoje fazy, co wskazywało na jego obrót wokół Słońca. Na samym Słońcu (po umieszczeniu ciemnego szkła przed oczami) naukowiec dostrzegł czarne plamy, obalając w ten sposób ogólnie przyjęte nauczanie Arystotelesa o „nienaruszalnej czystości niebios”. Plamy te przesunęły się względem krawędzi Słońca, z czego słusznie wywnioskował, że Słońce obraca się wokół własnej osi. W ciemne noce, gdy niebo było czyste, w polu widzenia teleskopu Galileusza widać było wiele gwiazd niedostępnych gołym okiem. Odkrycia Galileusza zapoczątkowały astronomię teleskopową. Ale jego teleskopy, które ostatecznie zatwierdziły nowy światopogląd Kopernika, były bardzo niedoskonałe.

Teleskop Galileusza

Rysunek 1. Teleskop Galileusza

Soczewka A zwrócona w stronę obiektu obserwacji nazywana jest Obiektywem, a soczewka B, do której obserwator przykłada oko, nazywa się Okularem. Jeśli soczewka jest grubsza w środku niż na krawędziach, nazywa się ją zbieżną lub pozytywową, w przeciwnym razie nazywa się ją rozpraszającą lub negatywną. W teleskopie Galileusza soczewka była soczewką płasko-wypukłą, a okular soczewką płasko-wklęsłą.

Wyobraźmy sobie najprostszą soczewkę dwuwypukłą, której powierzchnie kuliste mają tę samą krzywiznę. Linia prosta łącząca środki tych powierzchni nazywana jest osią optyczną soczewki. Jeśli na taką soczewkę trafią promienie biegnące równolegle do osi optycznej, zostają one załamane w soczewce i zebrane w punkcie na osi optycznej zwanym Ogniskiem soczewki. Odległość od środka soczewki do jej ogniska nazywa się ogniskową. Im większa krzywizna powierzchni soczewki skupiającej, tym krótsza ogniskowa. W ognisku takiej soczewki zawsze uzyskuje się rzeczywisty obraz obiektu.

Rozbieżne, negatywne soczewki zachowują się inaczej. Rozpraszają wiązkę światła padającą na nie równolegle do osi optycznej, a w ognisku takiej soczewki zbiegają się nie same promienie, ale ich przedłużenia. Dlatego soczewki rozbieżne mają, jak mówią, wyimaginowane skupienie i dają obraz wirtualny. (Ryc. 1) przedstawia drogę promieni w teleskopie Galileusza. Ponieważ ciała niebieskie, praktycznie mówiąc, znajdują się „w nieskończoności”, ich obrazy uzyskuje się w płaszczyźnie ogniskowej, tj. w płaszczyźnie przechodzącej przez ognisko F i prostopadłej do osi optycznej. Pomiędzy ogniskiem a soczewką Galileo umieścił soczewkę rozpraszającą, która dawała wirtualny, bezpośredni i powiększony obraz MN. Główną wadą teleskopu Galileusza było jego bardzo małe pole widzenia (tzw. średnica kątowa koła ciała widocznego przez teleskop). Z tego powodu skierowanie teleskopu na ciało niebieskie i obserwacja go jest bardzo trudna. Z tego samego powodu teleskopy Galileusza nie były używane w astronomii po śmierci ich twórcy.

Bardzo słaba jakość obrazu w pierwszych teleskopach zmusiła optyków do poszukiwania sposobów rozwiązania tego problemu. Okazało się, że zwiększenie ogniskowej obiektywu znacząco poprawia jakość obrazu. W rezultacie w XVII wieku narodziły się teleskopy o ogniskowej prawie 100 metrów (teleskop A. Ozu miał długość 98 metrów). Teleskop nie posiadał tubusu, soczewkę umieszczono na słupie w odległości prawie 100 metrów od okularu, który obserwator trzymał w dłoni (tzw. teleskop „powietrzny”). Obserwacje za pomocą takiego teleskopu były bardzo niewygodne i Ozu nie dokonał ani jednego odkrycia. Jednak Christiaan Huygens, obserwując za pomocą 64-metrowego „napowietrznego” teleskopu, odkrył pierścień Saturna i satelitę Saturna, Tytana, a także zauważył paski na dysku Jowisza. Inny ówczesny astronom, Jean Cassini, za pomocą teleskopów powietrznych odkrył cztery kolejne satelity Saturna (Japetus, Rhea, Dione, Tethys), przerwę w pierścieniu Saturna (przerwa Cassiniego), „morza” i czapy polarne na Marsie.

3. Rodzaje teleskopów. Podstawowe cele i zasada działania teleskopu

Jak wiadomo, teleskopy występują w kilku rodzajach. Wśród teleskopów do obserwacji wizualnych (optycznych) wyróżnia się 3 typy:

1. Ogniotrwałe

Stosowany jest system soczewek. Promienie światła ciał niebieskich są zbierane za pomocą soczewki i poprzez załamanie przedostają się do okularu teleskopu i dają powiększony obraz obiektu kosmicznego.

2. Odblaski

Głównym elementem takiego teleskopu jest zwierciadło wklęsłe. Służy do skupiania promieni odbitych.

3. Lustro-soczewka

Ten typ teleskopu optycznego wykorzystuje system zwierciadeł i soczewek.

Teleskopy optyczne są zwykle używane przez astronomów-amatorów.

Do swoich obserwacji i analiz naukowcy wykorzystują dodatkowe typy teleskopów. Do odbioru emisji radiowych wykorzystywane są radioteleskopy. Na przykład dobrze znany program do poszukiwania inteligencji pozaziemskiej o nazwie HRMS, który polegał na jednoczesnym słuchaniu szumu radiowego nieba na milionach częstotliwości. Liderami tego programu była NASA. Program ten rozpoczął się w 1992 r. Ale teraz nie prowadzi już żadnych poszukiwań. W ramach tego programu obserwacje prowadzono za pomocą 64-metrowego Radioteleskopu Parax (Australia), Narodowego Obserwatorium Radioastronomicznego w Stanach Zjednoczonych oraz 305-metrowego Radioteleskopu Arecibo, ale nie przyniosły one rezultatów.

Teleskop ma trzy główne cele:

1. Zbieraj promieniowanie ciał niebieskich na urządzenie odbiorcze (oko, klisza fotograficzna, spektrograf itp.);
2. Skonstruuj obraz obiektu lub określonego obszaru nieba w jego płaszczyźnie ogniskowej;
3. Pomagają rozróżnić obiekty znajdujące się w niewielkiej odległości kątowej od siebie i dlatego nie do odróżnienia gołym okiem.

Zasadą działania teleskopu nie jest powiększanie obiektów, lecz zbieranie światła. Im większy rozmiar głównego elementu zbierającego światło – soczewki lub lustra, tym więcej światła zbiera. Co ważne, to całkowita ilość zebranego światła ostatecznie decyduje o poziomie dostrzegalnych szczegółów – czy to odległego krajobrazu, czy pierścieni Saturna. Chociaż powiększenie lub moc teleskopu jest ważne, nie jest ono krytyczne dla osiągnięcia poziomu szczegółowości.

4. Teleskopy refraktorowe

Teleskopy załamujące, czyli refraktory, wykorzystują dużą soczewkę obiektywu jako główny element zbierający światło. Wszystkie modele refraktorów zawierają achromatyczne (dwuelementowe) soczewki obiektywowe, redukując lub praktycznie eliminując fałszywe kolory, które wpływają na uzyskany obraz, gdy światło przechodzi przez soczewkę. Tworzenie i instalowanie dużych szklanych soczewek wiąże się z wieloma wyzwaniami; Ponadto grube soczewki pochłaniają zbyt dużo światła. Największy na świecie refraktor, z obiektywem o średnicy 101 cm, należy do Obserwatorium Yerkes.

Przy tworzeniu refraktora o sukcesie zadecydowały dwie okoliczności: wysoka jakość szkła optycznego oraz sztuka jego polerowania. Z inicjatywy Galileusza wielu astronomów zajmowało się produkcją soczewek. Pierre Guinan, XVIII-wieczny naukowiec, postanowił nauczyć się robić refraktory. W 1799 roku Guinanowi udało się odlać kilka doskonałych dysków o średnicy od 10 do 15 cm – co było wówczas niesłychanym sukcesem. W 1814 roku Guinan wynalazł genialną metodę niszczenia smugowatej struktury w półfabrykatach szklanych: odlane półfabrykaty piłowano, a po usunięciu wad ponownie lutowano. Otwiera to drogę do tworzenia dużych soczewek. Wreszcie Guinanowi udało się rzucić dysk o średnicy 18 cali (45 cm). To był ostatni sukces Pierre'a Guinana. Nad dalszym rozwojem refraktorów pracował słynny amerykański optyk Alvan Clark. Soczewki wyprodukowano w Cambridge w Ameryce, a ich właściwości optyczne testowano na sztucznej gwieździe w tunelu o długości 70 m. Już w 1853 roku Alvan Clark odniósł znaczący sukces: dzięki wyprodukowanym przez siebie refraktorom udało się zaobserwować szereg nieznanych wcześniej gwiazd podwójnych.

W 1878 roku Obserwatorium Pułkowo zwróciło się do firmy Clarka z zamówieniem na wyprodukowanie 30-calowego refraktora, największego na świecie. Na produkcję tego teleskopu rząd rosyjski przeznaczył 300 000 rubli. Zamówienie zostało zrealizowane w półtora roku, obiektyw wykonał sam Alvan Clark ze szkła paryskiej firmy Feil, a część mechaniczną teleskopu wykonała niemiecka firma Repsald.

Nowy refraktor Pułkowo okazał się znakomity, jeden z najlepszych refraktorów na świecie. Ale już w 1888 roku Obserwatorium Licka, wyposażone w 36-calowy refraktor Alvana Clarka, rozpoczęło prace na górze Hamilton w Kalifornii. Połączono tu doskonałe warunki atmosferyczne z doskonałymi walorami instrumentu.

Refraktory Clarke'a odegrały ogromną rolę w astronomii. Wzbogacili astronomię planetarną i gwiazdową odkryciami o ogromnym znaczeniu. Udane prace nad tymi teleskopami trwają do dziś.

Rysunek 2. Teleskop refraktorowy

Rysunek 3. Teleskop refraktorowy

5. Teleskopy reflektorowe

Wszystkie duże teleskopy astronomiczne są reflektorami. Teleskopy zwierciadlane są również popularne wśród hobbystów, ponieważ nie są tak drogie jak refraktory. Są to teleskopy odbijające, które wykorzystują wklęsłe zwierciadło główne do zbierania światła i tworzenia obrazu. W reflektorach typu Newtona małe, płaskie zwierciadło wtórne odbija światło na ściankę tubusu głównego.

Główną zaletą reflektorów jest brak aberracji chromatycznej w lusterkach. Aberracja chromatyczna to zniekształcenie obrazu spowodowane tym, że promienie świetlne o różnych długościach fal zbierają się po przejściu przez obiektyw w różnych odległościach od niego; W rezultacie obraz jest rozmyty, a jego krawędzie zabarwione. Wykonywanie luster jest łatwiejsze niż szlifowanie ogromnych soczewek, co również przesądziło o sukcesie reflektorów. Ze względu na brak aberracji chromatycznych reflektory mogą być bardzo jasne (do 1:3), co jest całkowicie nie do pomyślenia w przypadku refraktorów. Odbłyśniki są znacznie tańsze w produkcji niż refraktory o tej samej średnicy.

Oczywiście teleskopy lustrzane mają też wady. Ich rury są otwarte, a prądy powietrza wewnątrz rury tworzą nieregularności, które psują obraz. Odblaskowe powierzchnie luster blakną stosunkowo szybko i wymagają renowacji. Doskonałe obrazy wymagają niemal idealnego kształtu lustra, co jest trudne do osiągnięcia, ponieważ kształt lusterek zmienia się nieznacznie podczas pracy pod wpływem naprężeń mechanicznych i wahań temperatury. A jednak reflektory okazały się najbardziej obiecującym typem teleskopów.

W 1663 roku Grzegorz stworzył projekt teleskopu zwierciadlanego. Gregory jako pierwszy zasugerował użycie w teleskopie lustra zamiast soczewki.

W 1664 roku Robert Hooke wykonał reflektor według projektu Grzegorza, lecz jakość teleskopu pozostawiała wiele do życzenia. Dopiero w 1668 roku Izaak Newton w końcu zbudował pierwszy działający reflektor. Ten maleńki teleskop był mniejszy nawet od rur Galileusza. Główne wklęsłe zwierciadło sferyczne wykonane z polerowanego brązu lustrzanego miało średnicę zaledwie 2,5 cm, a jego ogniskowa 6,5 ​​cm Promienie ze zwierciadła głównego były odbijane przez małe, płaskie zwierciadło do bocznego okularu, który był płasko-wypukły obiektyw. Początkowo reflektor Newtona powiększał 41 razy, ale po zmianie okularu i zmniejszeniu powiększenia do 25 razy naukowiec stwierdził, że ciała niebieskie wyglądają jaśniej i są wygodniejsze do obserwacji.

W 1671 roku Newton zbudował drugi reflektor, nieco większy od pierwszego (średnica zwierciadła głównego wynosiła 3,4 cm przy ogniskowej 16 cm). System Newtona okazał się bardzo wygodny i z powodzeniem stosowany jest do dziś.

Rysunek 4. Teleskop zwierciadlany

Rysunek 5. Teleskop zwierciadlany (układ Newtona)

6. Teleskopy z soczewkami lustrzanymi (katadioptryczne)

Chęć zminimalizowania wszelkich możliwych aberracji teleskopów reflektorowych i refraktorowych doprowadziła do stworzenia kombinowanych teleskopów zwierciadlanych. Teleskopy z soczewkami lustrzanymi (katadioptryczne) wykorzystują zarówno soczewki, jak i zwierciadła, dzięki czemu ich konstrukcja optyczna pozwala na uzyskanie doskonałej jakości obrazu o wysokiej rozdzielczości, mimo że cała konstrukcja składa się z bardzo krótkich, przenośnych tub optycznych.

W instrumentach tych funkcje lusterek i soczewek są rozdzielone tak, że zwierciadła tworzą obraz, a soczewki korygują aberracje zwierciadeł. Pierwszy teleskop tego typu stworzył optyk B. Schmidt, który w 1930 roku mieszkał w Niemczech. W teleskopie Schmidta zwierciadło główne posiada sferyczną powierzchnię odbijającą, co oznacza, że ​​wyeliminowane są trudności związane z parabolizacją zwierciadeł. Naturalnie, zwierciadło sferyczne o dużej średnicy ma bardzo zauważalne aberracje, głównie sferyczne. Aberracja sferyczna to zniekształcenie w układach optycznych, które wynika z faktu, że promienie światła pochodzące ze źródła punktowego znajdującego się na osi optycznej nie są zbierane w jednym punkcie, a promienie przechodzące przez części układu oddalone od osi. Aby zminimalizować te aberracje, Schmidt umieścił cienką szklaną soczewkę korekcyjną w środku krzywizny zwierciadła głównego. Na oko sprawia wrażenie zwykłego, płaskiego szkła, jednak w rzeczywistości jego powierzchnia jest bardzo złożona (choć odchyłki od płaszczyzny nie przekraczają kilku setnych milimetra). Przeznaczony jest do korygowania aberracji sferycznej, komy i astygmatyzmu zwierciadła głównego. W tym przypadku następuje swego rodzaju wzajemna kompensacja aberracji lustra i obiektywu. Choć w układzie Schmidta drobne aberracje pozostają nieskorygowane, teleskopy tego typu zasłużenie uznawane są za najlepsze do fotografowania ciał niebieskich. Głównym problemem teleskopu Schmidta jest to, że ze względu na skomplikowany kształt płytki korekcyjnej jego produkcja jest obarczona ogromnymi trudnościami. Dlatego stworzenie dużych kamer Schmidta jest rzadkim wydarzeniem w technologii astronomicznej.

W 1941 roku słynny radziecki optyk D. D. Maksutow wynalazł nowy typ teleskopu z soczewką lustrzaną, pozbawiony głównej wady aparatów Schmidta. W układzie Maksutowa, podobnie jak w układzie Schmidta, zwierciadło główne ma kulistą powierzchnię wklęsłą. Jednak zamiast złożonej soczewki korekcyjnej Maksutow zastosował menisk sferyczny - słabą rozbieżną soczewkę wypukło-wklęsłą, której aberracja sferyczna całkowicie kompensuje aberrację sferyczną zwierciadła głównego. A ponieważ menisk jest lekko zakrzywiony i niewiele różni się od płytki płasko-równoległej, nie powoduje prawie żadnej aberracji chromatycznej. W systemie Maksutowa wszystkie powierzchnie zwierciadła i menisku są kuliste, co znacznie ułatwia ich wykonanie.

Rysunek 5. Teleskop z soczewką lustrzaną

7. Teleskopy radiowe

Emisja radiowa z kosmosu dociera do powierzchni Ziemi bez znaczącej absorpcji. Do jego odbioru zbudowano największe instrumenty astronomiczne — radioteleskopy. Radioteleskop to instrument astronomiczny przeznaczony do badania ciał niebieskich w zakresie fal radiowych. Zasada działania radioteleskopu polega na odbieraniu i przetwarzaniu fal radiowych oraz fal w innych zakresach widma elektromagnetycznego z różnych źródeł promieniowania. Takimi źródłami są: Słońce, planety, gwiazdy, galaktyki, kwazary i inne ciała Wszechświata, a także gaz. Metalowe anteny lustrzane, które osiągają średnicę kilkudziesięciu metrów, odbijają fale radiowe i zbierają je jak optyczny teleskop zwierciadlany. Do rejestracji emisji radiowych wykorzystywane są czułe odbiorniki radiowe.

Łącząc poszczególne teleskopy, znacznie zwiększono ich rozdzielczość. Interferometry radiowe są znacznie bardziej „widzące” niż konwencjonalne radioteleskopy, ponieważ reagują na bardzo małe przemieszczenia kątowe gwiazdy, co oznacza, że ​​umożliwiają badanie obiektów o małych wymiarach kątowych. Czasami interferometry radiowe składają się nie z dwóch, ale z kilku radioteleskopów.

8. Kosmiczny Teleskop Hubble'a

Wraz z wyniesieniem na orbitę Kosmicznego Teleskopu Hubble'a (HST) astronomia zrobiła ogromny krok naprzód. Znajdując się poza atmosferą ziemską, HST może rejestrować obiekty i zjawiska, których nie mogą zarejestrować instrumenty na Ziemi. Obrazy obiektów obserwowanych za pomocą teleskopów naziemnych wydają się niewyraźne z powodu załamania atmosferycznego oraz dyfrakcji w zwierciadle obiektywu. Teleskop Hubble'a pozwala na bardziej szczegółowe obserwacje. Projekt HST został opracowany przez NASA przy udziale Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Ten teleskop zwierciadlany o średnicy 2,4 m (94,5 cala) zostaje wyniesiony na niską orbitę (610 km) za pomocą amerykańskiego wahadłowca kosmicznego (SPACE SHUTTLE).Projekt obejmuje okresową konserwację i wymianę sprzętu na pokładzie teleskopu. Projektowany okres użytkowania teleskopu wynosi 15 lat lub więcej.

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, astronomowie byli w stanie dokładniej zmierzyć odległości do gwiazd i galaktyk, wyjaśniając związek między średnią bezwzględną wielkością cefeid a okresem zmiany ich jasności. Połączenie to wykorzystano następnie do dokładniejszego określenia odległości do innych galaktyk poprzez obserwację poszczególnych cefeid w tych galaktykach. Cefeidy to pulsujące gwiazdy zmienne, których jasność zmienia się płynnie w pewnych granicach przez stały okres od 1 do 50 dni. Dużą niespodzianką dla astronomów korzystających z teleskopu Hubble'a było odkrycie gromad galaktyk w kierunkach wcześniej uznawanych za pustą przestrzeń kosmiczną.

9. Wniosek

Nasz świat zmienia się bardzo szybko. Jest postęp w nauce i nauce. Każdy nowy wynalazek jest początkiem kolejnych badań w dowolnej dziedzinie i stworzenia czegoś nowego lub bardziej udoskonalonego. Podobnie jest w astronomii – wraz ze stworzeniem teleskopu odkryto wiele nowych rzeczy, a wszystko zaczęło się od stworzenia prostego, z punktu widzenia naszych czasów, teleskopu Galileusza. Dzisiaj ludzkości udało się nawet zabrać teleskop w przestrzeń kosmiczną. Czy Galileusz mógł o tym pomyśleć, tworząc swój teleskop?

Zasadą działania teleskopu nie jest powiększanie obiektów, lecz zbieranie światła. Im większy rozmiar głównego elementu zbierającego światło – soczewki lub lustra, tym więcej światła zbiera. Co ważne, to całkowita ilość zebranego światła ostatecznie decyduje o poziomie dostrzeganych szczegółów.

W rezultacie teleskop ma trzy główne cele: zbiera promieniowanie z ciał niebieskich do urządzenia odbiorczego; konstruuje obraz obiektu lub określonego obszaru nieba w jego płaszczyźnie ogniskowej; pomaga odróżnić obiekty znajdujące się w niewielkiej odległości kątowej od siebie i dlatego nie do odróżnienia gołym okiem.

W dzisiejszych czasach nie można sobie wyobrazić studiowania astronomii bez teleskopów.

Wykaz używanej literatury

1. B.A.Worontsov-Velyaminov, E.K.Strout, Astronomia 11. klasa; 2002
2. V.N. Komarov, Fascynująca astronomia, 2002
3. Jim Breithot, 101 kluczowych pomysłów: astronomia; M., 2002
4. http://mvaproc.narod.ru
5. http://infra.sai.msu.ru
6. http://www.astrolab.ru
7. http://referat.ru; Streszczenie Jurija Krugłowa na temat fizyki na ten temat

„Konstrukcja, przeznaczenie, zasada działania, rodzaje i historia teleskopu.”

8. http://referat.wwww4.com; streszczenie Witalija Fomina na temat „Zasada

praca i cel teleskopu.”

Centrum Edukacyjne GOU nr 548 „Carycyno” Stepanova Olga Władimirowna Streszczenie o astronomii Temat streszczenia: „Zasada działania i cel teleskopu” Nauczyciel: Zakurdaeva S.Yu Ludza 2007