Назначение телескопа определение и формула



  • Home
  • »

  • Астрономия
  • »

  • Сюрпризы гравитации
  • »

  • Выбор телескопа

Телескоп. Для чего нужен телескоп?

Только телескоп может уменьшить расстояние к далеким звездам. Он поможет нам проникнуть в фантастический, прекрасный, загадочный, беспредельно далекий и одновременно близкий нам таинственный мир загадочного космоса. Наверное, нет на земле человека, который бы, высоко подняв голову, не мечтал дотянуться и прикоснуться к всегда волнующему нас космосу. Жизнь на Земле всецело зависит от космоса, Солнца, Луны, планет и звезд. Все мы живем по основным законам космоса, и только хорошо узнав и изучив их, мы сможем лучше ориентироваться в нашей жизни. Помочь в этом нам сможет телескоп. Поверьте: телескоп станет одним из лучших подарков в нашем жизненном пути. Телескоп, кроме возможности новых открытий, имеет мощный психологический эффект. Наблюдая за планетами, галактиками и туманностями, люди спокойнее и разумнее идут по жизни и легче преодолевают трудности. Недаром самая большая продолжительность жизни среди людей разных профессий с древних времен и по сегодняшний день — у астрономов.


Чтобы определиться, какой телескоп Вам грамотно выбрать из множества разнообразных моделей на современном рынке, необходимо знать основные параметры, технические характеристики, их значение и влияние на качество. Основное значение телескопа — это увеличение, так как мы хотим лучше рассмотреть наблюдаемые объекты, находящиеся далеко. Многие считают, что основным параметром телескопа является не его увеличение, а апертура или светосила. И здесь каждый по-своему прав. Параметры телескопа взаимосвязаны и все в значительной мере влияют на технические характеристики и качество наблюдаемых объектов.

Увеличение телескопа.

Увеличение в оптике и в телескопии чаще всего обозначают буквой N (раз или крат) или обозначают буквой Г, М и другими. Увеличение телескопа зависит от фокусного расстояния «фокус» произошло от латинского слова «очаг», «огонь». Фокусное расстояние — это расстояние на котором зеркало или линза телескопа строят свое изображение.

Итак увеличение телескопа N=F/f, то — есть увеличение равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Из этой формулы видно, что чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение, например в рефракторах оно напрямую зависит от длины трубы. Увеличение телескопа тесно связано с его диаметром.


Апертура или диаметр телескопа.

Следующий очень важный параметр телескопа, влияющий как на увеличение так и на его светосилу – это апертура, то есть диаметр линзы или диаметр зеркала в объективе. Обозначается диаметр буквой D. При расчете увеличения телескопа для получения хорошего качества изображения, диаметр подбирается таким образом, чтоб увеличение было равно примерно 1,4 D. Рекомендуется от 1,0-1,2D. максимальный размер увеличения равен 2D. Если это значение будет превышено, то изображение наблюдаемого в телескоп объекта получится нечетким или совсем размытым. Минимально разумное увеличение рассчитывают по формуле N=D/6. Например, для диаметра 100мм, min увеличение равно в 16раз, а max в 200раз.

Разрешающая сила телескопа.

Разрешающая сила телескопа — это его возможность показывать раздельно и четко мелкие детали наблюдаемого объекта и определяется способностью телескопа построить min изображение точки при наблюдении за какими-либо объектами или их предметами. Согласно волновой теории, свет не только способен преломляться, но и подвержен явлениям дифракции и дает изображения точечных объектов, таких, как например, звезды, не в виде светящейся точки, а в виде диска с кольцами. Величина такого диска с дифракционными кольцами вместо точки и ограничивается разрешением телескопа. Чем выше разрешение, тем меньше размер диска вместо точки. Разрешающая способность зависит от диаметра телескопа и можно вычислить по формуле б=140D.


Поле зрения телескопа.

Поле зрения — это та часть пространства, которую может зафиксировать и отобразить телескоп. Величина поля зрения ограничивается входящими в его деталями: оправами, зеркалами, линзами и другими. Они ограничивают направленные в сторону телескопа пучки света. От поля зрения зависит, какую площадь неба одновременно Вы сможете увидеть в свой телескоп. Обозначается этот параметр буквой S (площадь) и выражен в минутах дуги. На основании опытных наблюдений установлена зависимость площади наблюдения от увеличения. S=2000/N.

Проницающая сила или мощность телескопа.

Проницающая сила — это способность телескопа видеть отображать или регистрировать слабые звезды. Поэтому характеризуется и обозначается этот параметр звездной величиной m, которую возможно увидеть при очень хороших условиях. Видимость звезд сильно зависит от погодных условий и фона, на котором они находятся. Днем  звезды наблюдать бесполезно на освещенном солнцем фоне. Но световые помехи есть всегда и ночью. Понятно, что чем больше объектив, тем больше проницающая сила телескопа. Но на практике этот параметр увеличивается не с увеличением площади объектива, а с увеличением его диаметра. Проницающая сила рассчитывается по формуле Боуэна m=3+2,5 lg D+2,5 lg N, где N – увеличение телескопа. Существует и другая более упрощенная формула для расчета: m=2,1+5 lg D. Например: при диаметре 100мм предельная звездная величина равна 12,1m, при диаметре 200мм – 13,6m.


Относительное отверстие и светосила телескопа.

Относительное отверстие телескопа говорит нам о возможности и способности хорошо работать при максимальных и минимальных увеличениях. Обозначается этот параметр буквой А и зависит от диаметра и фокусного расстояния. А=D/F. Этот параметр еще говорит нам о назначении телескопа:
     1. Планетное наблюдение. Относительное отверстие в пределах 1:4 – 1:6.
     2. Универсальные наблюдения. Относительное отверстие 1:7 – 1:9.
     3. Глубокий космос. Относительное отверстие 1:10 – 1:15.

Светосила – это параметр, обратный относительному отверстию и обозначается перевернутой буквой А. Светосила равна F/D=1/A=А-1.  Существуют еще и многие другие параметры телескопа, но они больше необходимы при расчете конструкций, чем при выборе и покупке.

Подводя итоги из всего вышесказанного, для наблюдений за планетами лучше всего подойдут телескопы со схемами рефракторов с увеличением 110 -150мм с относительным отверстием примерно 1:4 – 1:6. У них нет центрального экранирования и эти телескопы имеют хорошо контрастные, четкие и яркие изображения наблюдаемых объектов.

Для изучения и наблюдения за глубоким космосом потребуется телескоп с более сильным увеличением примерно 200 – 250 мм. Это так называемые телескопы-рефлекторы. Относительное отверстие равно примерно 1:10 – 1:15. Если вы точно еще не решили, что будете наблюдать или хотите наблюдать все сразу, то лучше взять более универсальный и компактный зеркально-линзовый телескоп с увеличением примерно 120-130мм.


Следует учитывать и дополнительные возможности телескопа, если вы желаете делать красивые, красочные снимки и использовать его программное обеспечение. Определившись с финансовыми возможностями и изучив необходимые параметры, можно приступать к его выбору и покупке.

Монтировка телескопа.

Очень важным моментом при выборе и покупке телескопа будет его монтировка. Монтировка телескопа — это его установка и закрепление на прочное основание. Сам по себе в неумелых руках телескоп ничего не значит. Даже самый легкий и компактный телескоп в руках будет дрожать и Вам станет не до наблюдений. Чтобы с ним работать и проводить наблюдения, телескоп необходимо прочно установить на опору, закрепить и иметь возможность вращать его и возможность доступа со всех сторон для ухода за ним. Итак, при выборе необходимо обратить особое внимание на необходимую Вам монтировку. На современном рынке их предлагается очень много, в большом разнообразии и количестве. Некоторые уже комплектуются монтировками. Чтобы вы смогли определиться в них, выделим монтировки основных четырех видов.


Монтировка Добсона.

Самая простая и дешевая монтировка. Ее очень легко сделать самому. Недостатком является то, что корректировка вращения проводится сразу по двум осям одновременно.

Альт-азимутальные монтировки.

Установив телескоп на такую монтировку, можно его вращать и вертикально (вверх-вниз) и горизонтально (слева направо), поэтому мы имеем возможность регулировать свои наблюдения по высоте и по азимуту. Недостатком является трудность компенсации вращения Земли. Ввиду того, что они очень просты и дешевы, эти монтировки получили широкое распространение.

Экваториальные монтировки.

Экваториальные монтировки более сложные, но зато и более удобные для наблюдений, особенно за наблюдениями далекого космоса. Они компенсируют вращение нашей планеты Земля и сами вращают телескоп за движением других объектов на небе. Часто к современным экваториальным монтировкам прикрепляют небольшой двигатель и движение направления происходит автоматически.

 Монтировки «GO TO».

Это самый современный и совершенный вид монтировки с компьютерным управлением и обеспечением. Необходимо только выбрать необходимый объект наблюдения, задать требуемую программу и телескоп на такой монтировке сам проведет для вас наблюдение. Здесь в основе альт-азимутальная монтировка с двигателем. Управление происходит при помощи встроенных микропроцессоров и наблюдение ведется исключительно точно.


В заключение хотим Вам напомнить, что любой купленный Вами телескоп обогатит Вашу жизнь новыми впечатлениями и новыми знаниями о нашей бесконечной Вселенной, значительно расширит Ваш кругозор и представление о жизни и даст возможность не только самосовершенствоваться, но возможно и найти какие-то новые космические объекты. Астрономия – это самая большая область для новых находок и открытий даже астрономами-любителями.

Галина Карчевская

Источник: astro-azbuka.ru

Первый изобретатель

Телескопические устройства появились в семнадцатом веке. Однако по сей день ведутся дебаты, кто изобрел телескоп первым – Галилей или Липперсхей. Эти споры связаны с тем, что оба ученых примерно в одно время вели разработки оптических устройств.

В 1608 году Липперсхей разработал очки для знати, позволяющие видеть удаленные объекты вблизи. В это время велись военные переговоры. Армия быстро оценила пользу разработки и предложила Липперсхею не закреплять авторские права за устройством, а доработать его так, чтобы в него можно было бы смотреть двумя глазами. Ученый согласился.

Новую разработку ученого не удалось удержать втайне: сведения о ней были опубликованы в местных печатных изданиях. Журналисты того времени назвали прибор зрительной трубой. В ней использовалось две линзы, которые позволяли увеличить предметы и объекты. С 1609 года в Париже вовсю продавали трубы с трехкратным увеличением. С этого года какая-либо информация о Липперсхее исчезает из истории, а появляются сведения о другом ученом и его новых открытиях.

Телескоп Галилея


Примерно в те же годы итальянец Галилео занимался шлифовкой линз. В 1609 году он представил обществу новую разработку – телескоп с трехкратным увеличением. Телескоп Галилея имел более высокое качество изображения, чем трубы Липперсхея. Именно детище итальянского ученого получило название «телескоп».

В семнадцатом веке телескопы изготавливались голландскими учеными, но они имели низкое качество изображения. И только Галилею удалось разработать такую методику шлифовки линз, которая позволила увеличить четко объекты. Он смог получить двадцатикратное увеличение, что было в те времена настоящим прорывом в науке. Исходя из этого невозможно сказать, кто изобрел телескоп: если по официальной версии, то именно Галилео представил миру устройство, которое он назвал телескопом, а если смотреть по версии разработки оптического прибора для увеличения объектов, то первым был Липперсхей.

Первые наблюдения за небом

После появления первого телескопа были сделаны уникальные открытия. Галилео применил свою разработку для отслеживания небесных тел. Он первым увидел и зарисовал лунные кратеры, пятна на Солнце, а также рассмотрел звезды Млечного Пути, спутники Юпитера. Телескоп Галилея дал возможность увидеть кольца у Сатурна. К сведению, в мире до сих пор есть телескоп, работающий по тому же принципу, что и устройство Галилея. Он находится в Йоркской обсерватории. Аппарат имеет диаметр 102 сантиметра и исправно служит ученым для отслеживания небесных тел.

Современные телескопы


На протяжении столетий ученые постоянно изменяли устройства телескопов, разрабатывали новые модели, улучшали кратность увеличения. В результате удалось создать малые и большие телескопы, имеющие разное назначение.

Малые обычно применяют для домашних наблюдений за космическими объектами, а также для наблюдения за близкими космическими телами. Большие аппараты позволяют рассмотреть и сделать снимки небесных тел, расположенных в тысячах световых лет от Земли.

Виды телескопов

Существует несколько разновидностей телескопов:

  1. Зеркальные.
  2. Линзовые.
  3. Катадиоптрические.

К линзовым относят рефракторы Галилея. К зеркальным относят устройства рефлекторного типа. А что такое телескоп катадиоптрический? Это уникальная современная разработка, в которой сочетается линзовый и зеркальный прибор.

Линзовые телескопы

Телескопы в астрономии играют важную роль: они позволяют видеть кометы, планеты, звезды и другие космические объекты. Одними из первых разработок были линзовые аппараты.

В каждом телескопе есть линза. Это главная деталь любого устройства. Она преломляет лучи света и собирает их в точке, под названием фокус. Именно в ней строится изображение объекта. Чтобы рассмотреть картинку, используют окуляр.


Линза размещается таким образом, чтобы окуляр и фокус совпадали. В современных моделях для удобного наблюдения в телескоп применяют подвижные окуляры. Они помогают настроить резкость изображения.

Все телескопы обладают аберрацией – искажением рассматриваемого объекта. Линзовые телескопы имеют несколько искажений: хроматическую (искажаются красные и синие лучи) и сферическую аберрацию.

Зеркальные модели

Зеркальные телескопы называют рефлекторами. На них устанавливается сферическое зеркало, которое собирает световой пучок и отражает его с помощью зеркала на окуляр. Для зеркальных моделей не характерна хроматическая аберрация, так как свет не преломляется. Однако у зеркальных приборов выражена сферическая аберрация, которая ограничивает поле зрения телескопа.

В графических телескопах используются сложные конструкции, зеркала со сложными поверхностями, отличающиеся от сферических.

Несмотря на сложность конструкции, зеркальные модели легче разрабатывать, чем линзовые аналоги. Поэтому данный вид более распространен. Самый большой диаметр телескопа зеркального типа составляет более семнадцати метров. На территории России самый большой аппарат имеет диаметр шесть метров. На протяжении многих лет он считался самым большим в мире.

Характеристики телескопов

Многие покупают оптические аппараты для наблюдений за космическими телами. При выборе устройства важно знать не только то, что такое телескоп, но и то, какими характеристиками он обладает.

  1. Увеличение. Фокусное расстояние окуляра и объекта – это кратность увеличения телескопа. Если фокусное расстояние объектива два метра, а у окуляра — пять сантиметров, то такое устройство будет обладать сорокакратным увеличением. Если окуляр заменить, то увеличение будет другим.
  2. Разрешение. Как известно, свету свойственны преломление и дифракция. В идеале любое изображение звезды выглядит как диск с несколькими концентрическими кольцами, называемыми дифракционными. Размеры дисков ограничены только возможностями телескопа.

Телескопы без глаз

А что такое телескоп без глаза, для чего его используют? Как известно, у каждого человека глаза воспринимают изображение по-разному. Один глаз может видеть больше, а другой – меньше. Чтобы ученые смогли рассмотреть все, что им необходимо увидеть, применяют телескопы без глаз. Эти аппараты передают картинку на экраны мониторов, через которые каждый видит изображение именно таким, какое оно есть, без искажений. Для малых телескопов с этой целью разработаны камеры, подключаемые к аппаратам и снимающие небо.

Самыми современными методами видения космоса стало использование ПЗС камер. Это особые светочувствительные микросхемы, которые собирают информацию с телескопа и передают ее на ЭВМ. Получаемые с них данные настолько четкие, что невозможно представить, какими еще устройствами можно было бы получить такие сведения. Ведь глаз людей не может различать все оттенки с такой высокой четкостью, как это делают современные камеры.

Для измерения расстояний между звездами и другими объектами пользуются специальными приборами – спектрографами. Их подключают к телескопам.

Современный астрономический телескоп – это не одно устройство, а сразу несколько. Получаемые данные с нескольких аппаратов обрабатываются и выводятся на мониторы в виде изображений. Причем после обработки ученые получают изображения очень высокой четкости. Увидеть глазами в телескоп такие же четкие изображения космоса невозможно.

Радиотелескопы

Астрономы для своих научных разработок используют огромные радиотелескопы. Чаще всего они выглядят как огромные металлические чаши с параболической формой. Антенны собирают получаемый сигнал и обрабатывают получаемую информацию в изображения. Радиотелескопы могут принимать только одну волну сигналов.

Инфракрасные модели

Ярким примером инфракрасного телескопа является аппарат имени Хаббла, хотя он может быть одновременно и оптическим. Во многом конструкция инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных моделей. Тепловые лучи отражаются обычным телескопическим объективом и фокусируются в одной точке, где находится прибор, измеряющий тепло. Полученные тепловые лучи пропускаются через тепловые фильтры. Только после этого происходит фотографирование.

Ультрафиолетовые телескопы

При фотографировании фотопленка может засвечиваться ультрафиолетовыми лучами. В некоторой части ультрафиолетового диапазона возможно принимать изображения без обработки и засвечивания. А в некоторых случаях необходимо, чтобы лучи света прошли через специальную конструкцию – фильтр. Их использование помогает выделить излучение определенных участков.

Существуют и другие виды телескопов, каждый из которых имеет свое назначение и особые характеристики. Это такие модели, как рентгеновские, гамма-телескопы. По своему назначению все существующие модели можно разделить на любительские и профессиональные. И это далеко не вся классификация аппаратов для отслеживания небесных тел.

Источник: www.syl.ru

Главные задачи телескопов

Задачи телескопов

Известно, что кроме простых оптических моделей, предназначенных для астрометрии и астрофизики, существуют радиотелескопы, а также модели, работающие в условиях рентгеновского и инфракрасного излучения. Кстати, любой радиотелескоп, в отличие от своего оптического «коллеги», абсолютно на него не похож. Однако несмотря на это задачи любого инструмента можно свести к основным:

  • собрать максимальное количество света (или энергии);
  • увеличить освещённость небесного тела;
  • создать изображение объекта хорошего качества;
  • увеличить угловое расстояние между объектом и наблюдателем.

Понятие «увеличение телескопа» обозначает не что иное, как увеличение этого углового расстояния, равное отношению фокусного расстояния как объектива, так и окуляра.

Итак, главный принцип работы телескопа — не увеличение. Начинающие астрономы, приходя в магазин оптических товаров, часто задают такой вопрос: «А во сколько раз увеличивает вот этот прибор?» Постановка вопроса заведомо неправильная, поскольку главный критерий создания яркой картинки — это размер элемента, собирающего световые лучи, то есть, объектива. В качестве объектива может выступать линза или зеркало, в зависимости от конструкции той или иной модели. От того, какое количество света может собрать телескоп, напрямую определяется детализация получаемого изображения, начиная от лунного ландшафта и заканчивая кольцами Сатурна.

Увеличение тоже имеет определённое значение, но не такое, как размер входного отверстия или объектива.

Как устроен оптический телескоп?

Устройство телескопа

Независимо от конструкции в каждом приборе есть окуляр и объектив. Линза (или зеркало), которые обращены непосредственно к наблюдаемому небесному телу, получили название объектива, а линза поменьше (куда мы «прицеливаемся» глазом), называется окуляром. Оба элемента расположены на одной условной оптической оси.

Как работает телескоп в целом? Если вы желаете наблюдать за объектами, находящимися близко к вам, необходимо периодически менять окуляры. Как правило, в комплектацию к каждому телескопу приложено минимум два разных окуляра. Благодаря им наблюдатель может изменять параметры увеличения, используя один и тот же объектив.

Линза телескопа, которая ближе к середине становится толще — собирающая линза (условно со знаком «плюс»), а если стекло, наоборот, посередине выглядит тоньше, речь идёт о рассеивающей линзе, со знаком «минус». Под оптической осью понимают условную прямую, которая соединяет центры этих линз. Лучи света, следуя параллельно оси, преломляются в линзе и фокусируются в определённой точке. Если линза телескопа обладает сильной кривизной, фокус будет меньше, а изображение предмета — максимально приближенным к реальности.

Источник: poznavajamir.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.