Основные элементы линзового телескопа


Какое устройство послужит отличным подарком ребенку, расширяющим его кругозор? Какая покупка может стать началом хобби для человека любого возраста, пола и дохода? Какое занятие, одновременно, требует внимательности и усидчивости и поощряет поездки на природу? Как можно было догадаться из заголовка, эти вопросы относятся к телескопам и любительской астрономии.

Как выбрать телескоп

Итак, сначала следует подчеркнуть, что телескоп — это такая вещь, которая не особо полезна без соответствующих знаний. В данном случае поможет карта звездного неба, которая может существовать как в электронном виде, так и классическом — бумажном. Надо сказать, что современные астрономические программы позволяют распечатывать карты на бумаге, чтобы их можно было использовать на природе. А с хорошими телескопами может идти в подарок лицензия на такое приложение.

Имея карту, можно узнать, какие объекты в принципе можно наблюдать на небе. Далее, рекомендуем изучить их свойства, что поможет пробудить интерес к самой астрономии, ведь она интересна именно масштабом изучаемых небесных тел.


Характеристики телескопов

Зная разновидности небесных объектов, можно приступать и к разнице телескопов как таковых. Как у любого технического устройства, здесь присутствует набор характеристик, который позволяет понять, какие преимущества и недостатки есть у той или иной модели.

Диаметр объектива

Именно эта характеристика телескопа является главной, а не увеличение, как можно было бы подумать. Почему?

Дело в том, что любой наблюдаемый в оптический телескоп объект является источником света, отраженного или собственного. При этом, если сам объект достаточно яркий, чтобы увидеть его невооруженным взглядом, то его детали будут менее яркими.

Плюс, существуют объекты, которые излучают свет в недостаточном для нашего глаза количестве.

Таким образом, телескоп, или подобный оптический прибор является “усилителем” света, поступающего в наш глаз.

Поэтому основная характеристика телескопа — диаметр апертуры, то есть диаметр объектива. Чем он больше, чем больше информации мы получим с помощью него.

Увеличение телескопа

Равно отношению фокусного расстояния объектива и фокусного расстояния окуляра. Увеличение определяет угол зрения телескопа, то есть сильные увеличения хороши для рассмотрения деталей лун и планет (точечные объекты), а слабые — для просмотра туманностей и прочих протяженных объектов.


Помимо увеличения на угол зрения телескопа влияет поле зрения окуляра, поэтому если вы хотите “расширить обзор” телескопа, возможно, стоит просто подобрать к нему другой окуляр.

Разрешающее увеличение (максимально полезное увеличение)

Равно диаметру объектива в миллиметрах, умноженному на два. Поясним: например, вы хотите разглядеть в телескоп кольца Сатурна. Для этого вам нужно смотреть именно на разрешающее увеличение, то есть, чем больше диаметр объектива, тем больше деталей вы увидите. Простое увеличение не определяет эту возможность.

Фокусное расстояние объектива

От этой характеристики зависит светосила объектива которая равна отношению диаметра к фокусному расстоянию. А светосила, собственно, влияет на настройки камеры при астрофотографии.

Вместе с тем, увеличение светосилы ведет к появлению оптических искажений — аберраций. Как всегда, нужно соблюдать баланс между светосилой и фокусным расстоянием, в зависимости от планируемых задач.

Типы телескопов по оптическому устройству

Что же касается собственно телескопов, то он состоят из нескольких отъемных частей, благодаря чему могут транспортироваться в разобранном виде. Сами части могут быть взаимозаменяемыми для разных моделей телескопов и именно их свойствами определяются свойства телескопа в целом.

Естественно, все любительские телескопы являются оптическими, радио- и рентгеновские телескопы мы рассматривать не будем.

Как мы знаем, основные элементы которые могут присутствовать в оптическом устройстве — линзы, призмы и зеркала. В зависимости от их наличия и расположения телескопы можно разделить на несколько типов:

Телескопы-рефракторы

Это телескопы основаны на преломляющих оптических элементах — линзах, из-за чего имеют вытянутую форму.


Как выбрать телескоп
Телескоп-рефрактор Celestron PowerSeeker 70 EQ

Фактически, это самый старый тип телескопа, исторически он появился раньше всего. И он далеко не самый плохой, имеет ряд преимуществ над другими типами телескопов. Вот эти преимущества:

  • Долговечность. Как известно, оптические линзы сохраняют свои свойства на протяжении нескольких десятков лет.
  • Герметичность. Замкнутая конструкция препятствует попаданию пыли внутрь телескопа.
  • Высокое качество изображения.
  • Возможность создания прямого изображения при использовании оборачивающих призм.

В то же время, у телескопа-рефрактора есть и недостатки:

  • Малое относительное отверстие, из-за чего в телескоп попадает мало света.
  • Большая длина уменьшает удобство переноски и хранения.
  • Хроматические аберрации. Проявляются в появлении цветных каемок по краям объектов.

Для чего же лучше всего подходит телескоп такого типа? Рефрактор подходит для наблюдения объектов с высокой яркостью — звезд, планет и спутников. Если вы хотите наблюдать кольца сатурна или пыльные бури на Марсе — он подойдет.

Однако, на ночном существуют объекты, которые невозможно увидеть невооруженным взглядом не потому, что они слишком маленькие, а потому, что они имеют низкую яркость. Это различные туманности, галактики и так далее. В таких случаях за свои деньги будет лучше следующий тип телескопа.

Телескопы-рефлекторы

В телескопах данного типа в качестве основных оптических элементов используются зеркала. Точнее, основное вогнутое зеркало, которое расположено в тыльной части телескопа и отражает свет на малое зеркало в центре конструкции. Таким образом, при одинаковых фокусных расстояниях рефлектор оказывается короче рефрактора. То есть, если рефракторы можно было назвать “трубой”, то рефлекторы скорее напоминают бочку.

Как выбрать телескоп
Телескоп-рефлектор Celestron AstroMaster 130 EQ

Рефлекторы обладают следующими преимуществами:

  • Высокая светосила. Если говорит по-простому, большой диаметр рефлекторов способствует попаданию большого количества света в телескоп, и вследствие этого через него можно увидеть удаленные объекты космоса, которые имеют малую яркость.
  • Малая длина.

В то же время, у такой конструкции есть определенные недостатки:

  • Открытая конструкция. Из-за этого недостатка рефлекторы страдают от грязи, попадающей внутрь корпуса.
  • Кома — вид аберраций, при которой изображения источников света по краям получают световые шлейфы.
  • Недолговечность зеркал.
  • Большие плоские зеркала больше подвержены деформациям при смене температуры и смещениям при механических воздействиях. В идеале, приобретя телескоп-рефлектор, вы должны уметь настраивать положение его зеркала.

Итак, благодаря большому диаметру зеркала и светосиле, с помощью телескопа-рефлектора мы можем наблюдать объекты с невысокой яркостью. Это в основном объекты, находящиеся вне пределов Солнечной системы, так называемые объекты дальнего космоса. Впрочем, и для всего остального рефлекторы подходят.

Зеркально-линзовые телескопы

Как понятно из названия, имеют и зеркала, и линзы в своем устройстве, то есть представляют собой некий гибрид первых двух типов. Их преимущества:

  • Герметичная конструкция.
  • Отсутствие аберраций. Смешанная конструкция позволяет компенсировать с помощью зеркал недостатки линз и наоборот. Благодаря этому в зеркально-линзовых телескопах отсутствуют как хроматические аберрации, так и кома.
  • Малые размеры.

Недостатки:

  • Сложность конструкции влечет за собой падение контраста.
  • Высокая цена.

Итак, устройство зеркально-линзовых телескопов позволяет уменьшить размеры, по сравнению с первыми двумя схемами. Это свойство может быть применено для двух случаев:

  1. Разрабатывается максимально компактный телескоп со средними характеристиками, предназначенный для путешествий.
  2. Как выбрать телескоп
    Телескоп Veber MAK 1000×90

  3. Разрабатывается дорогой любительский телескоп с максимальными для этого класса характеристиками, который опережает простые рефракторы и рефлекторы за счет большого фокусного расстояния и апертуры.
  4. Как выбрать телескоп
    Телескоп Celestron NexStar Evolution 9,25

Зеркально-линзовые телескопы зачастую имеют моторизированную монтировку, которая позволяет поручить автоматике поиск и слежение за космическими объектами.

Типы монтировок телескопов

Монтировка, применительно к телескопам — это не что иное, как устройство, которое удерживает основную трубу на треноге или подставке и позволяет управлять её направлением.

Говоря о монтировках, сначала следует осветить следующий вопрос.

Дело в том, что звездное небо постоянно вращается вокруг Земли, причем ось вращения не совпадает с осью вращения нашей планеты. В процессе наблюдения с помощью телескопа объекты смещаются, и со временем приходится корректировать его направление. Удобство этой коррекции как раз и определяется устройством монтировки.

Итак, существует два основных типа монтировок телескопа:


  1. Альт-азимутальные. Здесь все просто — телескоп поворачивается вокруг двух перпендикулярных осей — вертикальной (азимутальной) и горизонтальной. Смещение объектов звездного неба приходится компенсировать движением сразу по двум осям, что усложняет работу с телескопом.
  2. Как выбрать телескоп
    Азимутальная монтировка телескопа

    Как выбрать телескоп
    Celestron FirstScope 76 – телескоп на азимутальной монтировке Добсона

  3. Экваториальная. Поворот также осуществляется вокруг двух перпендикулярных осей, но одна из них расположена под углом к горизонту и направлена на так называемый небесный полюс, то есть точку, вокруг которой вращается небесный свод. Телескоп можно выставить таким образом, что следить за объектом можно будет вращая только одну ось, что более удобно, чем при первом типе монтировки.
  4. Как выбрать телескоп
    Телескоп с экваториальной монтировкой


Как уже упоминалось, существуют так называемые моторизированные монтировки. В простейшем случае они представляют собой двигатель с редуктором, которые позволяют вращать телескоп с нужной для слежения за объектом скоростью.

Более совершенные варианты монтировок могут работать в автоматическом режиме, наводя телескоп на указанный объект звездного неба по названию или координатам.

Аксессуары для телескопа

Телескоп невозможно использовать без соответствующих оптических аксессуаров, которые позволяют более гибко настраивать этот прибор под конкретные задачи. Рассмотрим их в порядке важности.

Окуляр

Окуляром называется часть оптического прибора, служащая для формирования изображения, обращенная к глазу наблюдателя.

Как выбрать телескоп
Окуляр для телескопа Veber Pluto 25mm PLOSSL 1,25″

В случае телескопов окуляр являются сменными. Основная характеристика окуляра — фокусное расстояние, оно влияет на увеличение телескопа, как было упомянуто. Чем меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше увеличение телескопа. Однако, при выборе окуляра не стоит превышать максимально полезное увеличение.

Искатель

При рассмотрении фотографий телескопов мы можем заметить маленькую оптическую трубу, которая крепится к основной, параллельно ей. Она и называется искателем.


Как выбрать телескоп
Искатель оптический Sky-Watcher 8×50

Несложно догадаться, что служит искатель для наведения телескопа, обладая более широким полем зрения.

Чаще всего встречаются искатели с увеличением и фокусировкой, но бывают и модели с так называемой красной точкой, то есть сделанные по принципу голографического прицела.

Как выбрать телескоп
Искатель с красной точкой Synta Sky-Watcher

Также, искатель может быть снабжен лазерным лучом, который виден в атмосфере и позволяет сориентировать телескоп должным образом.

Линза Барлоу

Этот аксессуар представляет собой линзу, которая размещается перед окуляром и кратно увеличивает фокусное расстояние объектива. Кратность увеличения является основной характеристикой линзы Барлоу.

Как выбрать телескоп
Объектив, вставляемый в линзу Барлоу

Теоретически, одна линза Барлоу увеличивает в два раза количество возможных увеличений телескопа с окулярами. Например, если у вас два окуляра, с одной линзой Барлоу будет четыре возможных увеличения.


Кроме того, применение линзы Барлоу увеличивает вынос зрачка окуляра, то есть позволяет использовать большее расстояние между глазом и окуляром при наблюдении.

Но, как и любой дополнительный элемент линза Барлоу вносит в изображение определенные искажения.

Некоторые линзы Барлоу обладают дополнительной функцией переходника на камеру. Для этого на корпусе у них имеется специальная Т-резьба.

Оборачивающие призмы и диагональные зеркала

Призма — еще один аксессуар, который монтируется перед окуляром и служит для того, чтобы видимое изображение стало прямым, то есть не перевернутым и не отзеркаленным.

Как выбрать телескоп
Оборачивающая призма для телескопа

Диагональные зеркала работают схожим образом, изображение в них становится не первернутым, но остается отзеркаленным по горизонтали, в отличие от призм.

Оба данных типа аксессуаров полезны при наблюдении наземных объектов.

Фильтры

Оптический фильтр — стекло, которое пропускает свет с определенными характеристиками. Фильтры для телескопов устанавливаются на окуляр.

Как выбрать телескоп
Оптические фильтры для телескопа

Перечислим, какие бывают фильтры для телескопов (функции многих из них понятны из названия).

  1. Солнечные.
  2. Лунные.
  3. Цветные (зеленые, оранжевые, красные, желтые, фиолетовые).
  4. Deep Sky — фильтры. Как правило, пропускают свет в узком диапазоне. Служат для наблюдения объектов глубокого космоса.

Таким образом, любительские телескопы являются модульным устройством, возможности которого можно расширить за счет аксессуаров.

Выводы

Астрономия является не самым распространенным хобби. Это обусловлено тем, что это занятие для увлеченных — несмотря на техническую простоту телескопов, существует множество нюансов, требующих больших знаний предмета.

Кроме того, в наше время люди не так стремятся к космосу, как, например, 50 лет назад. Открытия в области астрономии простираются в области локальных задач и очень далеких объектов. Уже понятно, что уникальных ресурсов, а, тем более, жизни, в ближнем космосе нет.

Немалую роль играет и то, что астрономия мало изучается в школе.

Тем не менее, мы думаем, что эта наука и работа с телескопами могут “зацепить” любого, и вам стоит это проверить. И, как ни странно, заметить что-то новое на небе есть возможность и у любителей.

Источник: www.fotosklad.ru

Первый телескоп

Известно, что первый телескоп создал Галилео Галилей. Хотя немногие знают, что он использовал ранние открытия других учёных. Например, изобретение зрительной трубы для мореплавания.
Кроме того, мастера по стеклу уже создали очки. Вдобавок, использовались линзы. И эффект преломления и увеличения стекла был более или менее изучен.

Первый телескоп
Первый телескоп Галилея

Безусловно, Галилео добился значительного результата в исследовании данной области. К тому же, он собрал и усовершенствовал все наработки. И в итоге, разработал и представил первый в мире телескоп. По правде, он имел лишь трёхкратное увеличение. Но отличался высоким на тот момент качеством изображения.

Кстати, именно Галилей назвал свой разработанный объект телескопом.
В дальнейшем, учёный не остановился на достигнутом. Он усовершенствовал прибор до двадцати кратного увеличения картинки.
Важно, что Галилео не только разработал телескоп. Более того, он первым использовал его для исследования космоса. Кроме того, он сделал массу астрономических открытий.

Галилео Галлилей
Галилео Галлилей

Характеристика телескопов

Телескоп состоит из трубы, которая стоит на специальной монтировке. Её оснащают осями для нацеливания на наблюдаемый объект.
Кроме того, у оптического устройства имеется окуляр и объектив. Причём задняя плоскость объектива перпендикулярна оптической оси, и соединена с передней поверхностью окуляра. Которая, между прочим, аналогична объективной по отношению к оптической оси.

Телескоп
Телескоп

Стоит отметить, что для фокусировки используется особое устройство.
Основными характеристиками телескопов являются увеличение и разрешение.
Увеличение изображения зависит от фокусного расстояния окуляра и объекта.
С разрешением связано свойство преломления света. Таким образом, размер наблюдаемого объекта ограничен разрешением телескопа.

Виды телескопов в астрономии

Разновидности телескопов в астрономии связаны с различными способами построения. Если точнее, то применением различных инструментов в качестве объектива. Кроме того, имеет значение для какой цели нужно устройство.
На сегодняшний день существует несколько основных типов телескопов в астрономии. В зависимости от светособирающего компонента они бывают линзовые, зеркальные и комбинированные.

Линзовые телескопы (диоптрические)

По другому, их называют рефракторами. Это самые первые телескопы. В них свет собирается линзой, которая с двух сторон ограничена сферой. Поэтому она считается двояковыпуклой. К тому же, линза является объективом.
Что интересно, можно использовать не просто линзу, а целую систему из них.

Линзовый телескоп
Линзовый телескоп

Стоит заметить, что выпуклые линзы преломляют лучи света и собирают их в фокус. А в нём, в свою очередь, строится изображение. Для того, чтобы его рассмотреть применяют окуляр.
Что важно, линза устанавливается так, чтобы фокус и окуляр совпадали.
Кстати, Галилео изобрёл именно рефрактор. Но современные приборы состоят из двух линз. Одна из них собирает свет, а другая рассеивает. Что позволяет уменьшить отклонения и погрешности.

Зеркальные телескопы (катаптрические)

Также их называют рефлекторы. В отличие от линзового типа, объектив у них это вогнутое зеркало. Оно собирает свет звезды в одной точке и отражает его на окуляр. При этом погрешности минимальны, а разложение света на лучи отсутствует полностью. Но использование рефлектора ограничивает поле зрения наблюдателя.
Что интересно, зеркальные телескопы самые распространённые в мире. Потому как разработка их намного легче, чем, например, линзовых приборов.

Зеркальный телескоп Ньютона
Зеркальный телескоп Ньютона

Катадиоптрические телескопы (комбинированные)

Это зеркально-линзовые приборы. В них для получения изображения применяют и линзы, и зеркала.

В свою очередь, их разделили на два подвида:
1) телескопы Шмидт-Кассегрена-в них в самом центре кривизны зеркала установлена диафрагма. Тем самым происходит исключение сферических нарушений и отклонений. Но увеличивается поле зрения и качество изображения.
2) телескопы Максутова-Кассегрена-в районе фокальной плоскости установлена плоско-выпуклая линза. В результате предотвращается кривизна поля и сферическое отклонение.

Катадиоптрический телескоп
Катадиоптрический телескоп

Стоит отметить, что в современной астрономии чаще применяются именно комбинированный вид приборов. В результате смешения двух разных элементов для собирания света они позволяют получать более качественные данные.

Радиотелескопы

Такие устройства способны принимать исключительно одну волну сигналов. С помощью антенн происходит передача сигналов и обработка их в изображения.
Радиотелескопы используются астрономами для научных исследований.

Радиотелескопы
Радиотелескопы

Инфракрасные модели телескопов

Они по своей конструкции очень схожи с оптическими зеркальными телескопами. Принцип получения изображения практически аналогичен. Лучи отражаются объективом и собираются в одной точке. Далее специальный прибор измеряет тепло и фотографирует полученный результат.

Инфракрасный телескоп
Инфракрасный телескоп

Современные телескопы

Телескоп это оптический прибор для наблюдений. Изобрели его почти полвека назад. На протяжении этого времени, учёные меняли и усовершенствовали устройство. Действительно, создано много новых моделей. В отличие от первых они имеют повышенное качество и увеличение изображения.

В нашем веке технологий используются компьютерные телескопы. Соответственно, они оснащены специальными программами. Что важно, современный прототип учитывает, что у каждого человека восприятие глаз разное. Для высокой точности картинку передают на монитор. Таким образом изображение воспринимается таким, какое оно на самом деле есть. Вдобавок, данный способ наблюдения исключает любые искажения.

Современный телескоп
Современный телескоп

Кроме того, учёные нашего поколения применяют одновременно не одно устройство, а несколько. Более того, к телескопу подключают уникальные камеры, которые передают информацию на компьютер. Это позволяет получать чёткие и точные сведения. Которые, разумеется, используют для изучения и исследования космических просторов.

Что интересно, сейчас телескопы не просто приборы для наблюдения. Но также устройства для измерения расстояний между космическими объектами. Для этой функции к ним подключают спектрографы. И взаимодействие этих приборов предоставляет конкретные данные.

Другая классификация

Есть еще и другие виды телескопов. Но используются они по своему отдельному назначению. Например, рентгеновские и гамма-телескопы. Или ультрафиолетовые устройства, которые фильтруют картинку без обработки и засвечивания.
Кроме того, можно разделить приборы на профессиональные и любительские. Первые используются учёными и астрономами. Очевидно, что вторые подходят для домашнего применения.

Гамма телескоп Hess
Гамма телескоп Hess

Как выбрать телескоп для любителей астрономии

Выбор телескопа для любителей астрономии основывается на том, что же вы хотите наблюдать. В принципе, выше описаны виды и характеристики приборов. Вам просто нужно выбрать какой больше нравится. Лучше, на мой взгляд остановиться на линзовом, либо комбинированном виде. Но выбирать, разумеется, вам.

Астрономы
Астрономы

По данным интернета, лучшие любительские телескопы представлены фирмами: Celestron, Bresser и Veber.

Телескопом сотни лет изучают жизнь планет

Создание и разработка телескопа, на самом деле, позволили сделать огромный шаг в исследовании космоса. Вероятно, всё, что мы знаем сформировалось с помощью этого прибора. Хотя, конечно, не стоит приуменьшать саму деятельность учёных.
Сегодня мы рассмотрели некоторые типы телескопов и их характеристики. Однозначно, виден прогресс технологий. И как результат, мы узнали множество интересного о космических объектах и самом космосе. Кроме того, мы можем любоваться прекрасным небом и знакомиться с ним благодаря этому чудесному изобретению.

Источник: kosmosgid.ru

Телескоп может быть собран не только из стеклянных линз – главным объективом может служить и зеркало. Телескоп, объектив у которого состоит из линз, называют телескопом-рефрактором, а с зеркальным объективном — рефлектором. Существуют и телескопы со сложными объективами, состоящие из линз и зеркал, такие телескопы называют катадиоптрическими системами или зеркально-линзовыми. В настоящее время применяют различные системы телескопов. Их обилие вызвано тем, что нельзя построить универсальный инструмент для всех видов наблюдений. Далее опишем основные системы современных телескопов и области их применения в астрономии. На представленных схемах не показан окуляр, так как предполагается, что в фокальной плоскости помещена ПЗС-камера или другой приемник света.

Рефракторы. Рефрактор с ахроматическим объективом.
Простой объектив, состоящий из одиночной линзы обладает многими недостатками. Значительно более качественный ахроматический объектив, у которого существенно ослаблена хроматическая аберрация, состоит из двух линз — положительной и отрицательной. Положительную линзу как правило делают из легкого стекла «крон» с низким коэффициентом преломления, а отрицательную из тяжелого стекла «флинт» с высоким коэффициентом преломления света и малой дисперсией. Такая комбинация линз обеспечивает хорошее схождение в фокусе лучей разных цветов, чем позволяет простоя одиночная линза. Впервые ахроматический объектив был построен английским оптиком Доллондом в 1759 году.
В XIX в. рефрактор был самым распространенным самым типом телескопа. Комбинируя несколько линз, можно еще сильнее улучшить схождение лучей света в изображении звезды, а также добиться, чтобы изображения были хорошими на большом поле зрения. Существуют объективы, состоящие из шести линз. Для изготовления таких линз телескопов использованы четыре разных сорта стекла. Такие сложные объективы сконструированы для фотографирования неба на больших фотопластинках и камерах. В современной науке длиннофокусные рефракторы применяются для измерения положений, собственных движений и годичных параллаксов звёзд. Область применения телескопов-рефракторов в науке постепенно сужается, уступая место телескопам-рефлекторам.

Рефлектор системы Ньютона.
Главное зеркало такого телескопа имеет форму параболоиды вращения и называется параболическим. Если требуется вывести пучок света из трубы телескопа к окуляру или приемнику света, устанавливается дополнительное плоское зеркало, которое называется “диагональным”. Если главное зеркало телескопа велико по сравнению с приемником света, можно обойтись без диагонального зеркала, поместив приемник света на пути входящего пучка лучей. Рефлектор Ньютона самый распространенный тип любительских телескопов.

Рефлектор системы Кассегрена.
В таких телескопах главное зеркало параболические, а дополнительное — гиперболическое. Пучок света обычно выходит сквозь отверстие в главном зеркале, позади которого ставят приемник света или окуляр. Рефлекторы Ньютона и Кассегрена создают качественное изображение только в центре поля зрения, вблизи оптической оси. Поэтому их используют для наблюдения отдельных небесных объектов, когда не требуется большое поле зрения. Например, чтобы измерять блеск или получать спектры отдельных звезд или нескольких звезд в тесных скоплениях, для исследования далеких галактик, и т.п. Кроме того, рефлекторы Кассегрена очень хорошо подходят для детальных наблюдений планет и Луны.

Рефлектор системы Ричи-Кретьена.
В таких системах оба зеркала гиперболические. Телескопы этой системы дают удовлетворительные изображения не значительно большем поле зрения, чем рефлекторы Кассегрена. Большинство современных крупных инструментов, включая Космический телескоп “Хаббл”, построены по этой схеме. Система Ричи-Кретьена используется только в «продвинутых» любительских телескопах.

Телескоп системы Шмидта (катадиоптрическая система).
Передняя линза имеет сложную форму, хотя внешне мало отличается от плоского стекла, поэтому ее называют коррекционной пластинкой или пластинкой Шмидта. Центральная часть такой пластинки действует как слабая отрицательная линза, а внешняя часть — как слабая положительная линза. Иногда коррекционную пластинку делают составной, как ахроматический объектив. Главное зеркало сферическое. Центр пластинки совпадает с центром сферы главного зеркала, а фокус находится посередине между ними (это заметно удлиняет трубу телескопа и удорожает его постройку).
Телескоп Шмидта сконструирован, чтобы достичь двух целей: высокого качества изображения объектов на большом поле зрения и высокой освещенности изображения, т.е. большой светосилы. Благодаря таким качествам он особенно удобен для составления фотографических обзоров всего неба. Правда, есть у телескопа Шмидта и неудобное свойство: его фокальная поверхность, на которой строится четкое изображение, не плоская, а выпуклая в сторону главного зеркала, так что фотопластинку приходится изгибать. Поскольку такие телескопы используются почти исключительно для фотографических работ, их обычно называют камерами Шмидта.

Телескоп системы Максутова (катадиоптрическая система).
Существует много разновидностей этой системы. Простейшая состоит из сферического зеркала, перед которым помещена отрицательная центральная линза малой оптической силы — мениск. Обе поверхности мениска сферические, выгнутые в одну строну. Телескоп Максутова прост в изготовлении и обладает многими достоинствами телескопа Шмидта.
Опишем также двухменисковый телескоп, специально предназначенный для фотографирования неба. Он позволяет получать фотографии, особенно подходящие для определения координат и движения звезд. Такой телескоп состоит из четырех оптических элементов. Сначала свет проходит через два мениска, повернутых друг к другу вогнутостями или выпуклостями; затем отражается от главного эллиптического зеркала, а перед самым фокусом проходит еще одну положительную линзу. Эта конструкция обладает всеми достоинствами телескопа Шмидта и, кроме того, имеет плоскую фокальную поверхность. Однако такой телескоп не может быть изготовлен столь же крупным, как телескоп Шмидта.

Источник: planetarium.ru

В зависимости от принципа действия и типа ис­пользуемого объектива телескопы бывают линзовые, зеркальные и зеркально-линзовые.

В линзовых телескопах, или рефракторах, для собирания света ис­пользуется система линз, называемая объективом. Принцип действия таких телескопов основан на явлении преломления света — рефрак­ции. Свет от небесных тел попадает в объектив. Объектив создаёт уменьшенное изображение рассматриваемого предмета в фокусе лин­зы, и наблюдатель рассматривает это изображение в окуляр, как в лупу. На рисунке 28 изображена схема телескопа, которым пользо­вался И. Кеплер и принцип действия которого лежит в основе большинства современных линзовых телескопов. Особенность такого те­лескопа заключается в том, что изображение наблюдаемого предмета является перевёрну­тым. Самый большой линзовый телескоп на­ходится в Йеркской обсерватории в США, ди­аметр его линзы составляет 102 см (рис. 29).

Основные элементы линзового телескопа
Рис. 28. Схема устройства линзового телескопа Кеплера: 1 — объектив (собираю­щая линза); 2— окуляр (собирающая линза); 3— глаз; 4— объект; 5— промежу­точное изображение; 6— увеличенное перевёрнутое изображение; 7— корпус телескопа
Основные элементы линзового телескопа
Рис. 29. Телескоп Йеркской обсерватории

В зеркальных телескопах, или рефлекто­рах, светособирающими элементами являют­ся не линзы, а зеркала (рис. 30). Первый зер­кальный телескоп был построен И. Ньютоном в 70-х гг. XVII в., с тех пор большинство астрономических наблюдений проводится именно рефлекторами. До начала XXI в. самым большим зеркальным телескопом в мире считался российский телескоп «БТА», установленный в 1976 г. в го­рах Кавказа, диаметр его главного зеркала — 6 м. На 2015 год самым большим зеркальным теле­скопом является «Gran Telescopio Canarias» с диаметром главного зер­кала 10,4 м, установленный в 2002 г. на Канарских островах.

В зеркально-линзовых телескопах в качестве объектива использу­ется система линз и зеркал (рис. 31). Основным преимуществом теле­скопов такого типа является относительно большое поле зрения, по­зволяющее вести измерения расстояний между небесными телами.

Для нас слово «телескоп» ассоциируется с прибором, который слу­жит для увеличения угла зрения, под которым виден космический объект. Если это оптический телескоп, то это так. Но небесные тела из­лучают электромагнитные волны не только видимого диапазона, но и более длинноволновое излучение (инфракрасное, излучение в радио­диапазоне), и менее длинноволновое (ультрафиолетовое, рентгенов­ское, гамма-излучение). Поэтому в широком смысле слова телескопы служат для астрономических наблюдений за небесными телами на основе регистрации всех перечисленных видов электромагнитных волн. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Основные элементы линзового телескопа
Рис. 30. Ход лучей в зеркальном телескопе
Основные элементы линзового телескопа
Рис. 31. Ход лучей в зеркально-линзовом телескопе

Источник: doklad-referat.ru

Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа?

Смена кратности в телескопе достигается использованием окуляров с разным фокусным расстоянием. Чтобы рассчитать кратность, нужно фокусное расстояние телескопа разделить на фокусное расстояние окуляра (например телескоп Sky-Watcher BK 707AZ2 c 10 мм окуляром даст кратность 70x).

Кратность нельзя увеличивать бесконечно. Как только кратность превышает разрешающую способность телескопа (диаметр объектива x1.4), изображение становится темным и размытым. Например телескоп Celestron Powerseeker 60 AZ с фокусным расстоянием 700 мм, не имеет смысла использовать с 4 мм окуляром, т.к. в этом случае он даст кратность 175x, что существенно превышает 1.4 диаметра телескопа — 84).

Распространенные ошибки при выборе телескопа

  • Чем больше кратность — тем лучше
    Это далеко не так и зависит от того, как и в каких условиях будет использоваться телескоп, а также от его апертуры (диаметра объектива).
    Если Вы начинающий астролюбитель, не стоит гнаться за большой кратностью. Наблюдение удаленных объектов требует высокой степени подготовки, знаний и навыков в астрономии. Луну и планеты солнечной системы можно наблюдать на кратности от 20 до 100x.
  • Покупка рефлектора или большого рефрактора для наблюдений с балкона или из окна городской квартиры
    Рефлекторы (зеркальные телескопы) очень чувствительны к атмосферным колебаниям и к посторонним источникам света, поэтому в условиях города использовать их крайне непрактично. Рефракторы (линзовые телескопы) большой апертуры всегда имеют очень длинную трубу (напр. при апертуре 90 мм, длина трубы будет превышать 1 метр), поэтому использование их в городских квартирах не представляется возможным.
  • Покупка телескопа на экваториальной монтировке в качестве первого
    Экваториальная монтировка довольно сложна в освоении и требует некоторой подготовки и квалификации. Если вы начинающий астролюбитель, мы бы рекомендовали приобрести телескоп на азимутальной монтировке или на монтировке Добсона.
  • Покупка дешевых окуляров для серьезных телескопов и наоборот
    Качество получаемого изображения определяется качеством всех оптических элементов. Установка дешевого окуляра из бюджетного оптического стекла отрицательно скажется на качестве изображения. И наоборот, установка профессионального окуляра на недорогой прибор, не приведет к желаемому результату.

Часто задаваемые вопросы

  • Я хочу телескоп. Какой мне купить?
    Телескоп — не та вещь, которую можно купить без всякой цели. Очень многое зависит от того, что с ним планируется делать. Возможности телескопов: показывать как наземные объекты, так и Луну, а также галактики, удаленные на сотни световых лет (только свет от них добирается до Земли за годы). От этого зависит и оптическая схема телескопа. Поэтому нужно сначала определиться с приемлемой ценой и объектом наблюдений.
  • Я хочу купить телескоп для ребенка. Какой купить?
    Специально для детей многие производители ввели в свой ассортимент детские телескопы. Это не игрушка, а полноценный телескоп, обычно длиннофокусный рефрактор-ахромат на азимутальной монтировке: его легко установить и настроить, он неплохо покажет Луну и планеты. Такие телескопы не слишком мощны, но они недороги, а купить более серьезный телескоп для ребенка — всегда успеется. Если, конечно, ребенок заинтересовался астрономией.
  • Я хочу смотреть на Луну.
    Понадобится телескоп «для ближнего космоса». По оптической схеме лучше всего подойдут длиннофокусные рефракторы, а также длиннофокусные рефлекторы и зеркально-линзовые телескопы. Выбирайте телескоп этих видов на свой вкус, ориентируясь на цену и другие нужные вам параметры. Кстати, в такие телескопы можно будет разглядывать не только Луну, но и планеты Солнечной системы.
  • Хочу смотреть на далекий космос: туманности, звезды.
    Для этих целей подойдут любые рефракторы, короткофокусные рефлекторы и зеркально-линзовые телескопы. Выбирайте на свой вкус. А еще некоторые виды телескопов одинаково неплохо подходят и для ближнего космоса, и для дальнего: это длиннофокусные рефракторы и зеркально-линзовые телескопы.
  • Хочу телескоп, который бы умел все.
    Мы рекомендуем зеркально-линзовые телескопы. Они хороши и для наземных наблюдений, и для Солнечной системы, и для глубокого космоса. У многих таких телескопов более простая монтировка, есть компьютерная наводка, и это отличный вариант для начинающих. Но у таких телескопов цена выше, чем у линзовых или зеркальных моделей. Если цена имеет определяющее значение, можно присмотреться к длиннофокусному рефрактору. Для начинающих лучше выбирать азимутальную монтировку: она проще в использовании.
  • Что такое рефрактор и рефлектор? Какой лучше?
    Зрительно приблизиться к звездам помогут телескопы различных оптических схем, которые по результату схожи, но различны механизмы устройства и, соответственно, различны особенности применения.
    Рефрактор — телескоп, в котором используются линзы из оптического стекла. Рефракторы дешевле, у них закрытая труба (в нее не попадет ни пыль, ни влага). Зато труба такого телескопа длиннее: таковы особенности строения.
    В рефлекторе используется зеркало. Такие телескопы стоят дороже, но у них меньше габариты (короче труба). Однако зеркало телескопа со временем может потускнеть и телескоп «ослепнет».
    У любого телескопа есть свои плюсы и минусы, но под любую задачу и бюджет можно найти идеально подходящую модель телескопа. Хотя, если говорить о выборе в целом, более универсальны зеркально-линзовые телескопы.
  • Что важно при покупке телескопа?
    Фокусное расстояние и диаметр объектива (апертура).
    Чем больше труба телескопа, тем больше будет диаметр объектива. Чем больше диаметр объектива, тем больше света соберет телескоп. Чем больше света соберет телескоп, тем лучше будет видно тусклые объекты и больше деталей можно будет разглядеть. Измеряется этот параметр в миллиметрах или дюймах.
    Фокусное расстояние — параметр, который влияет на увеличение телескопа. Если оно короткое (до 7), большое увеличение получить будет тяжелее. Длинное фокусное расстояние начинается с 8 единиц, такой телескоп больше увеличит, но угол обзора будет меньше.
    Значит, для наблюдения Луны и планет нужна большая кратность. Апертура (как важный параметр для количества света) важна, но эти объекты и так достаточно яркие. А вот для галактик и туманностей как раз важнее именно количество света и апертура.
  • Что такое кратность телескопа?
    Телескопы зрительно увеличивают объект настолько, что можно рассмотреть на нем детали. Кратность покажет, насколько можно зрительно увеличить нечто, на что направлен взгляд наблюдателя.
    Кратность телескопа во многом ограничена его апертурой, то есть границами объектива. К тому же чем выше кратность телескопа, тем более темным будет изображение, поэтому и апертура должна быть большой.
    Формула для расчета кратности: F (фокусное расстояние объектива) разделить на f (фокусное расстояние окуляра). К одному телескопу обычно прилагаются несколько окуляров, и кратность увеличения, таким образом, можно менять.
  • Что я смогу увидеть в телескоп?
    Это зависит от таких характеристик телескопа, как апертура и увеличение.
    Итак:
    апертура 60-80 мм, увеличение 30-125х — лунные кратеры от 7 км в диаметре, звездные скопления, яркие туманности;
    апертура 80-90 мм, увеличение до 200х — фазы Меркурия, лунные борозды 5,5 км в диаметре, кольца и спутники Сатурна;
    апертура 100-125 мм, увеличение до 300х — лунные кратеры от 3 км в диаметре, облачности Марса, звездные галактики и ближайшие планеты;
    апертура 200 мм, увеличение до 400х — лунные кратеры от 1,8 км в диаметре, пылевые бури на Марсе;
    апертура 250 мм, увеличение до 600х — спутники Марса, детали лунной поверхности размером от 1,5 км, созвездия и галактики.
  • Что такое линза Барлоу?
    Дополнительный оптический элемент для телескопа. Фактически он в несколько раз наращивает кратность телескопа, увеличивая фокусное расстояние объектива.
    Линза Барлоу действительно работает, но ее возможности не безграничны: у объектива есть физический предел полезной кратности. После его преодоления изображение станет действительно больше, но детали видны не будут, в телескопе будет видно только большое мутное пятно.
  • Что такое монтировка? Какая монтировка лучше?
    Монтировка телескопа — основание, на котором закрепляется труба. Монтировка поддерживает телескоп, а ее специально спроектированное крепление позволяет не жестко закрепить телескоп, но и двигать его по различным траекториям. Это пригодится, например, если нужно будет следить за движением небесного тела.
    Монтировка так же важна для наблюдений, как и основная часть телескопа. Хорошая монтировка должна быть устойчивой, уравновешивать трубу и фиксировать ее в нужном положении.
    Есть несколько разновидностей монтировок: азимутальная (полегче и попроще в настройке, но тяжело удержать звезду в поле зрения), экваториальная (сложнее в настройке, тяжелее), Добсона (разновидность азимутальной для напольной установки), GoTo (самонаводящаяся монтировка телескопа, потребуется только ввести цель).
    Мы не рекомендуем начинающим экваториальную монтировку: она сложна в настройке и использовании. Азимутальная для начинающих — самое то.
  • Есть зеркально-линзовые телескопы Максутов-Кассегрена и Шмидт-Кассегрена. Какой лучше?
    С точки зрения применения они примерно одинаковы: покажут и ближний космос, и дальний, и наземные объекты. Между ними разница не столь значительна.
    Телескопы Максутов-Кассегрена за счет конструкции не имеют побочных бликов и их фокусное расстояние больше. Такие модели считаются более предпочтительными для изучения планет (хотя это утверждение практически оспаривается). Зато им понадобится чуть больше времени для термостабилизации (начала работы в жарких или холодных условиях, когда нужно уравнять температуру телескопа и окружающей среды), да и весят они чуть больше.
    Телескопы Шмидт-Кассегрена меньше времени потребуют для термостабилизации, будут весить чуть меньше. Но у них есть побочные блики, фокусное расстояние меньше, и меньше контрастность.
  • Зачем нужны фильтры?
    Фильтры понадобятся тем, кто хочет более внимательно взглянуть на объект изучения и лучше его рассмотреть. Как правило, это люди, которые уже определились с целью: ближним космосом или дальним.
    Выделяют планетные фильтры и фильтры для глубокого космоса, которые оптимально подходят для изучения цели. Планетные фильтры (для планет Солнечной системы) оптимально подобраны для того, чтобы рассмотреть в деталях определенную планету, без искажений и с наилучшей контрастностью. Дипскайные фильтры (для дальнего космоса) позволят сосредоточиться на отдаленном объекте. Есть также фильтры для Луны, чтобы во всех деталях и с максимальным удобством рассмотреть земной спутник. Для Солнца фильтры тоже есть, но мы бы не рекомендовали без должной теоретической и вещественной подготовки наблюдать Солнце в телескоп: для неопытного астронома велик риск потери зрения.
  • Какая фирма-производитель лучше?
    Из того, что представлено в нашем магазине, рекомендуем обратить внимание на Celestron, Levenhuk, Sky-Watcher. Есть простые модели для начинающих, отдельные дополнительные аксессуары.
  • Что можно докупить к телескопу?
    Варианты есть, и они зависят от пожеланий владельца.
    Светофильтры для планет или глубокого космоса — для лучшего результата и качества изображения.
    Переходники для астрофотографии — для документирования того, что удалось увидеть в телескоп.
    Рюкзак или сумка для переноски — для транспортировки телескопа к месту наблюдений, если оно отдалено. Рюкзак позволит защитить хрупкие детали от повреждений и не потерять мелкие элементы.
    Окуляры — оптические схемы современных окуляров различаются, соответственно, сами окуляры различны по цене, углу обзора, весу, качеству, а главное — фокусному расстоянию (а от него зависит итоговое увеличение телескопа).
    Конечно, перед такими покупками стоит уточнить, подходит ли дополнение к телескопу.
  • Где нужно смотреть в телескоп?
    В идеале для работы с телескопом нужно место с минимумом освещения (городской засветки фонарями, световой рекламой, светом жилых домов). Если нет известного безопасного места за городом, можно найти место в черте города, но в достаточно малоосвещенном месте. Для любых наблюдений понадобится ясная погода. Глубокий космос рекомендуется наблюдать в новолуние (плюс-минус несколько дней). Слабому телескопу понадобится полнолуние — все равно дальше Луны что-то увидеть будет сложно.

Основные критерии при выборе телескопа

Оптическая схема. Телескопы бывают зеркальные (рефлекторы), линзовые (рефракторы) и зеркально-линзовые.
Диаметр объектива (апертура). Чем больше диаметр, тем больше светосила телескопа и его разрешающая способность. Тем более далекие и тусклые объекты в него можно увидеть. С другой стороны, диаметр очень сильно влияет на габариты и вес телескопа (особенно линзового). Важно помнить, что максимальное полезное увеличение телескопа физически не может превышать 1.4 его диаметров. Т.е. при диаметре 70 мм максимальное полезное увеличении такого телескопа будет ~98x. Основные элементы линзового телескопа
Фокусное расстояние — то, как далеко телескоп может сфокусироваться. Большое фокусное расстояние (длиннофокусные телескопы) означает большую кратность, но меньшее поле зрения и светосилу. Подходит для подробного рассматривания малых удаленных объектов. Малое фокусное расстояние (короткофокусные телескопы) означают малую кратность, но большое поле зрения. Подходит для наблюдения протяженных объектов, например, галактик и для астрофотографии. Основные элементы линзового телескопа
Монтировка — это способ крепления телескопа к штативу.

  • Азимутальная (AZ) — свободно вращается в двух плоскостях по типу фото-штатива.
  • Экваториальная (EQ) — более сложная монтировка, настраиваемая на полюс мира и позволяющая находить небесные объекты, зная их часовой угол.
  • Монтировка Добсона (Dob) — разновидность азимутальной монтировки, но более приспособленная для астронаблюдений и позволяющая устанавливать на нее более габаритные телескопы.
  • Автоматизированная — компьютеризированная монтировка для автоматического наведения на небесные объекты, использует GPS.

Плюсы и минусы оптических схем

Длиннофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)

  • Закрытая труба (не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)
  • Большой фокус (удобно для наблюдения, фотосъемки Луны и планет)
  • Не «слепнут» (нет зеркала, которое со временем тускнеет)
  • Большая чёткость для рассмотрения объектов на небольших расстояниях
  • Телескопы с большими объективами очень дороги
  • Многолинзовый объектив может со временем разъюстироваться (потребуется настройка)
  • «Нежное» просветляющее покрытие
  • Большой вес объектива и трубы
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе

Короткофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)

  • Большая светосила для наблюдения слабых протяженных объектов (туманности, кометы, галактики)
  • Короткая и закрытая труба (не занимает много места, не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)
  • Не «слепнут» (нет зеркала, которое со временем тускнеет)
  • Недороги
  • Чёткость на небольшом расстоянии
  • Телескопы с большими объективами довольно дороги
  • Многолинзовый объектив может со временем разъюстироваться (потребуется настройка)
  • «Нежное» просветляющее покрытие
  • Большой вес объектива и трубы
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе
  • Малопригодны для наблюдения планет из-за искажений при больших увеличениях

Длиннофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)

  • Очень низкая цена
  • Малый вес при большом диаметре объектива
  • Большие увеличения для наблюдения планет
  • Искажения (объекты окружены ореолом)
  • Рабочее поле зрения ограничено
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе из-за малой светосилы (кроме Луны и планет)
  • Со временем «слепнут» (есть зеркало, которое со временем тускнеет)
  • Иногда требуют юстировки (настройки)

Короткофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)

  • Небольшая цена
  • Малый вес при большом диаметре объектива
  • Большое поле зрения
  • Большая светосила для наблюдения слабых протяженных объектов (галактик и туманностей)
  • Пригодны для астрофотографии в главном фокусе (требуется дополнение — корректор комы)
  • Короткая труба (более компактен)
  • Менее удобны для наблюдения планет
  • Со временем «слепнут» (есть зеркало, которое со временем тускнеет)
  • Иногда требуют юстировки (настройки)

Зеркально-линзовая оптическая система (катадиоптрик)

  • Существенно меньше искажений по сравнению с рефлекторами
  • Пригодны для наземных наблюдений
  • Компактная труба при большом фокусном расстоянии (больше возможностей при меньшем весе и объеме)
  • Закрытая труба (не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)
  • Дороже рефракторов и рефлекторов
  • Невозможно получить широкое поле зрения на некоторых моделях телескопов
  • Перед началом наблюдений нужно уравнять температуру телескопа с температурой среды, чтобы не было дефектов изображения

Шмидт-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)

  • Требует меньше времени для уравнения температуры с окружающей средой
  • Легче, чем телескопы Максутов-Кассегрен
  • Возможны побочные блики от корректирующей пластины
  • Фокусное расстояние обычно немного меньше, чем у телескопов Максутов-Кассегрен
  • Меньше контрастность, чем у телескопов Максутов-Кассегрен

Максутов-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)

  • Нет побочных бликов от корректирующей пластины
  • Фокусное расстояние обычно немного больше, чем у телескопов Шмидт-Кассегрен
  • Более тяжелый, чем телескопы Шмидт-Кассегрен
  • Нужно больше времени для уравнения температуры с окружающей средой, чем телескопам Шмидт-Кассегрен

Что можно увидеть в телескоп?

Апертура 60-80 мм
Лунные кратеры от 7 км в диаметре, звездные скопления, яркие туманности.

Апертура 80-90 мм
Фазы Меркурия, лунные борозды 5,5 км в диаметре, кольца и спутники Сатурна.

Апертура 100-125 мм
Лунные кратеры от 3 км изучать облачности Марса, сотни звёздных галактик, ближайших планет.

Апертура 200 мм
Лунные кратеры 1,8 км, пылевые бури на Марсе.

Апертура 250 мм
Спутники Марса, детали лунной поверхности 1,5 км, тысячи созвездий и галактик с возможностью изучения их структуры.

Источник: Telescope1.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.