Строение телескопа рефрактора


Телескоп Галилея 1609 г. относился к виду оптики, называемой телескопами-рефракторами. Работа этих приборов основана на явлении рефракции (преломления света). Примерно через 60 лет после Галилея, в конце 1668 г., английский физик и астроном Исаак Ньютон создал оптический телескоп, использующий в качестве фокусирующего элемента зеркало. Его назвали телескопом-рефлектором (рефлексия — отражение света).

 

Телескоп-рефрактор состоит из двух линз, которые преломляют световые лучи: большой на входе (объектива) и маленькой для глаза (окуляра). Объектив создает значительно уменьшенное изображение удаленного объекта наблюдения.

 

Телескоп-рефлектор оснащается зеркалом, расположенным на «дне» трубы. Рефлектор значительно отличается от рефрактора тем, что не имеет цельной трубы.

 

В чем разница конструкций?

Изготовление рефракторов (1) затруднено тем, что качественно обработать линзу, особенно большую, очень трудно. Производство вогнутых зеркал, лежащих в основе конструкции рефлекторов (2), намного проще, чем линз для рефракторов. У рефлекторов, как правило, выше четкость изображения, меньше искажений.

 


Рефлекторы и рефракторы

 

Как работает рефрактор?

В телескопе-рефракторе объектив (3) создает значительно уменьшенное изображение (4) удаленного объекта наблюдения (5). Затем это изображение рассматривается в окуляр (6), как через лупу. В некоторых модификациях окуляр расположен не на оси трубы, а перпендикулярно ей (7), тогда изображение от объектива передается в окуляр через преломляющую линзу (8).

 

Как работает рефлектор?

В телескопе-рефлекторе вогнутое зеркало (9) собирает световые лучи (10) в концентрированный пучок. Затем этот пучок с помощью вспомогательных линз и зеркал (11) направляется в окуляр (12). Как и в случае с рефракторами, некоторые рефлекторы имеют конструкцию с перпендикулярным окуляром (13) и дополнительной преломляющей линзой (14).

 

Как работает рефлектор?

 

Парижский гигант

Рекордный по размерам телескоп-рефрактор был построен ко Всемирной выставке в Париже 1900 г. Диаметр объектива составлял 1,25 м, длина трубы превышала 60 м! Правда, вследствие огромных габаритов и массы телескоп установили неподвижно и горизонтально. Это было неудобно для использования, и в 1909 г. телескоп разобрали.

 


Телескоп-рефрактор на Всемирной выставке в Париже 1900 г.

 

Рекордсмен-рефлектор

Телескопы-рефлекторы во много раз больше рефракторов. Под большим куполом обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (Канарские острова) помещен рефлектор с самым крупным зеркалом в мире — Большой Канарский телескоп. Он построен в 2007 г. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м — в 10 раз больше, чем линза крупнейшего рефрактора!

 

Большой Канарский телескоп

 

Рекордсмен-рефрактор

Самый большой в мире на настоящий момент телескоп-рефрактор расположен в Йеркской обсерватории Чикагского университета (США), линза его объектива имеет диаметр 1,02 м. Это позволяет рассмотреть даже самые отдаленные объекты Солнечной системы. Йеркская обсерватория была основана в 1897 г., телескоп в ней установлен тогда же.

 

Телескоп-рефрактор в Йеркской обсерватории Чикагского университета (США)


 

Источник: estestvoznanye.ru

Хотя в наше время используют главным образом гигантские астрономические инструменты, небольшие любительские телескопы и теперь позволяют получить немало полезных сведений.

Существуют две основные системы телескопов: линзовые (рефракторы) и зеркальные (рефлекторы).

Простейший телескоп-рефрактор состоит из объектива, представляющего собой двояковыпуклую линзу, и двояковыпуклого окуляра. Объектив собирает лучи, идущие от источника света, в точку, которая носит название фокус. В фокусе создается действительное изображение рассматриваемого объекта. Это изображение увеличивается с помощью окуляра.

Телескоп позволяет решать две задачи. Первая заключается в том, чтобы с помощью объектива собрать свет далеких небесных тел. Чем больше площадь объектива, тем большее количество света он собирает.

Вторая задача — получить увеличенное изображение изучаемого объекта. Что это значит? В фокусе телескопа создается изображение светила, которое, разумеется, во много раз меньше самого светила. Но так как это изображение находится близко от наблюдателя, его можно рассматривать в окуляр под значительно большим углом, чем само светило невооруженным глазом.


Таким образом, увеличение телескопа — это отношение угла, под которым видно изображение объекта в окуляр, к углу, под которым этот объект можно было бы наблюдать невооруженным глазом. Чтобы вычислить увеличение, надо знать фокусные расстояния объектива и окуляра. Увеличение равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра.

Используя различные окуляры, можно получать разные увеличения. При этом с ростом увеличения будет уменьшаться поле зрения телескопа. При 300-кратном увеличении на Луне можно различить значительно больше деталей, чем при 30-кратном. Однако в первом случае в поле зрения телескопа поместится гораздо меньший участок лунной поверхности.

Если наблюдаемый объект обладает заметными угловыми размерами (Солнце, Луна, планеты, кометы, туманности, галактики), то телескоп построит его протяженное изображение, позволяющее обнаружить такие детали, которые недоступны невооруженному глазу.

При наблюдениях звезд дело обстоит иначе. Даже ближайшие звезды столь далеки от нас, что при наблюдении в самые крупные телескопы, как уже было упомянуто выше, остаются точками. Таким образом, телескопы не увеличивают видимые размеры звезд, зато они во много раз повышают их видимый блеск.

В то же время, поскольку собственные размеры звезд весьма малы по сравнению с межзвездными расстояниями, телескоп увеличивает видимые расстояния между звездами, как бы отодвигая их друг от друга. Благодаря этому в ряде случаев с помощью телескопа удается раздельно наблюдать такие звезды, которые невооруженному глазу кажутся одиночными.


Линзовые объективы, применяемые в современных телескопах-рефракторах, представляют собой весьма сложные оптические системы. Дело в том, что простая двояковыпуклая линза обладает серьезными недостатками. Во-первых, световые лучи от небесного светила, которые проходят через нее, собираются не совсем в одной точке. Это так называемая сферическая аберрация. Из-за сферической аберрации нельзя получить протяженное изображение наблюдаемого объекта, одинаково резкое как в центре, так и на краях поля зрения. Если с помощью наводки добиться резкой видимости в центре, станут размытыми края; наоборот, если сделать резкими края — изображение в центре станет нечетким.

Второй недостаток — хроматическая аберрация. Она возникает вследствие того, что свет, излучаемый космическими источниками, состоит из различных цветных лучей, которые, проходя через объектив, преломляются неодинаково и собираются в разных точках оптической оси телескопа. Иными словами, у лучей каждого цвета образуется свой собственный фокус. В результате изображение наблюдаемого точечного объекта, например звезды, сильно искажается. Для борьбы с аберрациями линзовые объективы приходится делать составными, их изготовление требует колоссальной точности и связано с огромными трудностями.


Поэтому не случайно в современной астрономии наибольшее распространение получили телескопы, в которых роль объектива выполняет вогнутое зеркало. Первый такой телескоп был сконструирован и построен Исааком Ньютоном в 1668 году.

У телескопа-рефлектора фокус находится на пути падающих лучей, то есть между объективом и наблюдаемым объектом. И для того чтобы рассматривать изображение, создаваемое объективом, приходится между основным зеркалом и его фокусом помещать дополнительное зеркало, которое отклоняет отраженные объективом лучи и выводит полученное изображение либо в сторону, либо через отверстие в центре главного зеркала. В некоторых очень больших телескопах, например в шестиметровом, кабина наблюдателя располагается непосредственно внутри трубы.

Телескопы-рефлекторы свободны от хроматической аберрации, так как при отражении от поверхности зеркала не происходит разложения света. Чтобы ликвидировать сферическую аберрацию, зеркалу-объективу придают так называемую параболическую форму. Параболическая поверхность обладает замечательным свойством — она сводит все лучи, падающие на нее параллельно оптической оси, в одну точку.

Расстояние от центра объектива до главного фокуса — точки пересечения параллельного пучка лучей, прошедших через линзовый объектив или отраженных зеркалом, называется главным фокусным расстоянием телескопа.


i>А отношение диаметра объектива к его главному фокусному расстоянию — относительным отверстием объектива. У фотографических камер относительное отверстие обычно называют светосилой. Объективы со светосилой от 1:2 до 1:6 считаются светосильными, с их помощью можно фотографировать слабосветящиеся протяженные космические объекты — кометы, туманности, звездные поля. Светосила обычного среднего телескопа-рефрактора составляет около 1:15.

Возможности телескопа находятся в прямой зависимости от диаметра его объектива. Чем больше площадь объектива, тем более слабые звезды можно наблюдать с помощью данного телескопа. Так, телескоп с объективом, имеющим диаметр 80 мм, позволяет видеть звезды вплоть до 11-й звездной величины, а телескоп с диаметром объектива 760 мм — до 16,2 звездной величины.

Источник: astronom-us.ru

Инструменты астронома-любителя

Хотя в наше время используют главным образом гигантские астрономические инструменты, небольшие любительские телескопы и теперь позволяют получить немало полезных сведений.

Существуют две основные системы телескопов: линзовые (рефракторы) и зеркальные (рефлекторы).

Простейший телескоп-рефрактор состоит из объектива, представляющего собой двояковыпуклую линзу, и двояковыпуклого окуляра. Объектив собирает лучи, идущие от источника света, в точку, которая носит название фокус. В фокусе создается действительное изображение рассматриваемого объекта. Это изображение увеличивается с помощью окуляра.


Ход лучей в телескопе-рефракторе

Ход лучей в телескопе-рефракторе.

Телескоп позволяет решать две задачи. Первая заключается в том, чтобы с помощью объектива собрать свет далеких небесных тел. Чем больше площадь объектива, тем большее количество света он собирает.

Вторая задача — получить увеличенное изображение изучаемого объекта. Что это значит? В фокусе телескопа создается изображение светила, которое, разумеется, во много раз меньше самого светила. Но так как это изображение находится близко от наблюдателя, его можно рассматривать в окуляр под значительно большим углом, чем само светило невооруженным глазом.

Таким образом, увеличение телескопа — это отношение угла, под которым видно изображение объекта в окуляр, к углу, под которым этот объект можно было бы наблюдать невооруженным глазом. Чтобы вычислить увеличение, надо знать фокусные расстояния объектива и окуляра. Увеличение равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра.


Используя различные окуляры, можно получать разные увеличения. При этом с ростом увеличения будет уменьшаться поле зрения телескопа. При 300-кратном увеличении на Луне можно различить значительно больше деталей, чем при 30-кратном. Однако в первом случае в поле зрения телескопа поместится гораздо меньший участок лунной поверхности.

Если наблюдаемый объект обладает заметными угловыми размерами (Солнце, Луна, планеты, кометы, туманности, галактики), то телескоп построит его протяженное изображение, позволяющее обнаружить такие детали, которые недоступны невооруженному глазу.

При наблюдениях звезд дело обстоит иначе. Даже ближайшие звезды столь далеки от нас, что при наблюдении в самые крупные телескопы, как уже было упомянуто выше, остаются точками. Таким образом, телескопы не увеличивают видимые размеры звезд, зато они во много раз повышают их видимый блеск.

В то же время, поскольку собственные размеры звезд весьма малы по сравнению с межзвездными расстояниями, телескоп увеличивает видимые расстояния между звездами, как бы отодвигая их друг от друга. Благодаря этому в ряде случаев с помощью телескопа удается раздельно наблюдать такие звезды, которые невооруженному глазу кажутся одиночными.

Линзовые объективы, применяемые в современных телескопах-рефракторах, представляют собой весьма сложные оптические системы. Дело в том, что простая двояковыпуклая линза обладает серьезными недостатками.
-первых, световые лучи от небесного светила, которые проходят через нее, собираются не совсем в одной точке. Это так называемая сферическая аберрация. Из-за сферической аберрации нельзя получить протяженное изображение наблюдаемого объекта, одинаково резкое как в центре, так и на краях поля зрения. Если с помощью наводки добиться резкой видимости в центре, станут размытыми края; наоборот, если сделать резкими края — изображение в центре станет нечетким.

Второй недостаток — хроматическая аберрация. Она возникает вследствие того, что свет, излучаемый космическими источниками, состоит из различных цветных лучей, которые, проходя через объектив, преломляются неодинаково и собираются в разных точках оптической оси телескопа. Иными словами, у лучей каждого цвета образуется свой собственный фокус. В результате изображение наблюдаемого точечного объекта, например звезды, сильно искажается. Для борьбы с аберрациями линзовые объективы приходится делать составными, их изготовление требует колоссальной точности и связано с огромными трудностями.

Поэтому не случайно в современной астрономии наибольшее распространение получили телескопы, в которых роль объектива выполняет вогнутое зеркало. Первый такой телескоп был сконструирован и построен Исааком Ньютоном в 1668 году.

У телескопа-рефлектора фокус находится на пути падающих лучей, то есть между объективом и наблюдаемым объектом. И для того чтобы рассматривать изображение, создаваемое объективом, приходится между основным зеркалом и его фокусом помещать дополнительное зеркало, которое отклоняет отраженные объективом лучи и выводит полученное изображение либо в сторону, либо через отверстие в центре главного зеркала. В некоторых очень больших телескопах, например в шестиметровом, кабина наблюдателя располагается непосредственно внутри трубы.

Ход лучей в телескопе-рефлекторе (одна из возможных систем)

Ход лучей в телескопе-рефлекторе (одна из возможных систем).

Телескопы-рефлекторы свободны от хроматической аберрации, так как при отражении от поверхности зеркала не происходит разложения света. Чтобы ликвидировать сферическую аберрацию, зеркалу-объективу придают так называемую параболическую форму. Параболическая поверхность обладает замечательным свойством — она сводит все лучи, падающие на нее параллельно оптической оси, в одну точку.

Расстояние от центра объектива до главного фокуса — точки пересечения параллельного пучка лучей, прошедших через линзовый объектив или отраженных зеркалом, называется главным фокусным расстоянием телескопа. А отношение диаметра объектива к его главному фокусному расстоянию — относительным отверстием объектива. У фотографических камер относительное отверстие обычно называют светосилой. Объективы со светосилой от 1:2 до 1:6 считаются светосильными, с их помощью можно фотографировать слабосветящиеся протяженные космические объекты — кометы, туманности, звездные поля. Светосила обычного среднего телескопа-рефрактора составляет около 1:15.

Возможности телескопа находятся в прямой зависимости от диаметра его объектива. Чем больше площадь объектива, тем более слабые звезды можно наблюдать с помощью данного телескопа. Так, телескоп с объективом, имеющим диаметр 80 мм, позволяет видеть звезды вплоть до 11-й звездной величины, а телескоп с диаметром объектива 760 мм — до 16,2 звездной величины.

Tags: инструменты астрономателескопПриглашение к звездам: Инструменты астронома

Источник: subscribe.ru

Устройство, назначение, принцип работы телескопа

Телескопы бывают разными – оптические (общего астрофизического назначения, коронографы, телескопы для наблюдения искуственных спутников Земли), радиотелескопы, инфракрасные, нейтринные, рентгеновские. Все телескопы, принимающие электромагнитное излучение, решают две основных задачи.

  • Устройство, назначение, принцип работы телескопа
  • Принцип работы и назначение телескопа

Первая задача — создать максимально резкое изображение и при визуальных наблюдениях увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.); собрать как можно больше энергии излучения, увеличить освещенность изображения объектов.

Вторая задача – увеличивать угол, под которым наблюдатель видит объект. Способность увеличивать угол характеризуется увеличением телескопа. Оно равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра

Принцип работа телескопа

Принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, а в сборе света. Чем больше у него размер главного светособирающего элемента — линзы или зеркала, тем больше света он собирает. Важно, что именно общее количество собранного света в конечном счете определяет уровень детализации видимого — будь то удаленный ландшафт или кольца Сатурна.

Типы телескопов

Все телескопы подразделяются на три оптических класса.

Преломляющие телескопы, или рефракторы , в качестве главного светособирающего элемента используют большую линзу-объектив.

Рефракторы всех моделей включают ахроматические (двухэлементные) объективные линзы — таким образом сокращается или практически устраняется ложный цвет, который влияет на получаемый образ, когда свет проходит через линзу. При создании и установке больших стеклянных линз возникает ряд трудностей; кроме того, толстые линзы поглощают слишком много света. Самый большой рефрактор в мире, имеющий объектив с линзой диаметром в 101 см, принадлежит Йеркской обсерватории.

Телескоп Галилея - фото 5

Все большие астрономические телескопы представляют собой рефлекторы . Это отражающие телескопы, и для сбора света и формирования изображения в них используется вогнутое главное зеркало. В рефлекторах ньютоновского типа маленькое плоское вторичное зеркало отражает свет на стенку главной трубы.

Первые наблюдения за небом - изображение 6

Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы используют как линзы, так и зеркала, за счет чего их оптическое устройство позволяет достичь великолепного качества изображения с высоким разрешением, при том, что вся конструкция состоит из очень коротких портативных оптических труб.Современные телескопы - фото 7

Принцип работы и назначение телескопа

Виды телескопов - изображение 8

В телескопе-рефракторе в качестве объектива используется большая линза, собирающая и фокусирующая свет, а изображение рассматривается с помощью окуляра, состоящего из одной или нескольких линз. Основной проблемой при конструировании телескопов-рефракторов является хроматическая аберрация (цветная кайма вокруг изображения, создаваемого простой линзой вследствие того, что свет различных длин волн фокусируется на разных расстояниях).

Первый телескоп-рефлектор изобрел Ньютон по своей схеме, называемой системой Ньютона.

Наряду с оптическими телескопами имеются телескопы, собирающие электромагнитное излучение в других диапазонах. Например, широко распространены различные типы радиотелескопов (с параболическим зеркалом; неподвижные и полноповоротные; типа РАТАН-600; синфазные; радиоинтерферометры). Имеются также телескопы для регистрации рентгеновского и гамма-излучения. Поскольку последнее поглощается земной атмосферой, рентгеновские телескопы обычно устанавливаются на спутниках или воздушных зондах. Гамма-астрономия использует телескопы, располагаемые на спутниках.

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.

Телескопы без глаз - фотография 12

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.

Виды телескопов

Существует несколько разновидностей телескопов:

— зеркальные;

— линзовые;

— катадиоптрические.

Линзовые телескопы

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.

Инфракрасные модели - фотография 14

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.

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. 

Ультрафиолетовые телескопы - фото 15

Катадиоптрики (зеркально-линзовые)

Линзы и зеркала – составляющие элементы объектива катадиоптрических телескопов. С таким прибором можно не только получать самую четкую картинку ближних и дальних небесных светил, но делать качественные фотографии увиденного объекта.

Плюсы:

— небольшие размеры и транспортабельность;

— передают самое качественное изображение из всех существующих телескопов;

— оснащены апертурой до 400 мм.

Минусы:

— дорогостоящие;

— скопление воздуха внутри телескопической трубы.

Сложная конструкция и управление

Система Грегори - фото 37

Основные характеристики:

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.

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

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.

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.

Оптический прибор для изучения космоса: для чего нужен телескоп - фотография 16

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.Принцип работы прибора - фото 17

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.

 Как выбрать прибор для наблюдения за планетами

Для фотографии - фото 22

При выборе техники следует уделить внимание диаметру трубы – именно апертура (диаметр) определяет все оптические возможности прибора.

Чем она больше, тем большее количество света пропускает объектив и тем больше и качественнее будет конечное изображение и возможность увеличивать объекты.

Обращать внимание следует на:

— апертуру;

— фокусное расстояние;

— линзы или зеркала;

— наличие рефлектора.

Модели для начинающих астрономов:

Sky-Watcher,

Arsenal-GSO,

 Celestron.

Принцип работы телескопов с автонаведением

Зеркальный телескоп: виды, устройство и советы по выбору - фотография 33

Сегодня производители оптических приборов изготавливают телескопы, оснащенные компьютеризированными системами, благодаря которым любой небесный объект можно наблюдать, нажав пару кнопок. Системы, именуемые «гоу-ту», полностью изменили представления о любительских наблюдениях.

Что такое? - фото 34

В ручной пульт встраивается специализированный компьютер, оснащенный кнопками и оборудованный дисплеем (текстовым, графическим). В памяти компьютера имеется база с координатами небесных тел. Пользователь телескопа, выбирая из каталога нужный объект, набирает его название и указывает числовое обозначение.

Система способна быстро вычислять положения светил, движущихся по небу, и моделировать звездное небо, учитывая местоположение наблюдателя и время. Собрав все данные, система подает команды моторам телескопа, которые поворачивают трубы аппарата в нужном направлении. Но нужны подготовительные работы в виде правильной установки оборудования.

«Привязка» обычно осуществляется по двум (трем, четырем) опорным звездам . Когда пользователь введет местоположение, время и дату, телескоп моментально наведется на нужную звезду, но возможны ошибки. Поэтому компьютер телескопа направляет его трубу на яркую звезду, находящуюся над горизонтом. Кнопками управления следует разместить звезду в центре поля зрения окуляра.

После разворота телескопа на другую опорную звезду, надо процедуру повторить. Только после этого аппарат сможет точно навестись на выбираемый объект. Надо отметить, что новейшие телескопы уже способны самостоятельно выполнить привязку, используя встроенные: — Приемник GPS; — Компас; — Фотокамеру.

Можно порекомендовать оптические приборы от «Levenhuk», SkyMatic 105 (135) GTA. Они управляются системой SynScan AZ (данные на 43.000 объектов). Телескопами можно управлять при помощи ПК или GPS-модуля. Они подойдут для исследования слабых объектов.

А вот для наблюдения небесных тел далекого космоса советуем использовать рефлекторы Messier NT-150S (203), предлагаемые «Bresser«. Трубы телескопов монтируются на экваториальную установку (она жесткая), а система обладает контроллером (Autostar 497) автонаведения. Данный контроллер состоит из базы данных, где имеется информация на 30 тысяч небесных объектов. Телескопы можно соединять с ПК.

 Как выбрать телескоп?

Прежде чем отправляться в магазин, нужно дать ответ на следующие вопросы:

Какие объекты вы хотите увидеть на небе?

Где вы планируете использовать прибор – дома или на улице?

Хотите ли вы в дальнейшем заниматься астрофотографией?

Сколько вы готовы потратить на свое увлечение?

За какими именно небесными светилами вам хотелось бы наблюдать – ближайшие планеты Солнечной системы или далекие галактики?

И тогда вы сможете выбрать такой телескоп, который будет отвечать все вашим требованиям.

Параметры выбора телескопа

 Апертура (диаметр объектива)

Является главным критерием выбора любого телескопа. От апертуры объектива зависит способность зеркала или линзы улавливать свет: чем выше эта характеристика, тем большее количество отраженных лучей попадет в объектив. Благодаря этому вы сможете увидеть качественное изображение и даже уловить слабую видимость самых дальних космических объектов.            

При выборе апертуры, исходя из своих целей, ориентируйтесь на следующие цифры:

Чтобы разглядеть четкие детали картинки ближних планет или спутников, достаточно телескопа с диаметром до 150 мм. Для городских условий можно уменьшить этот показатель до 70–90 мм.

Рассмотреть более отдаленные небесные объекты сможет аппарат с апертурой более 200 мм.

Если вы хотите видеть ближние и дальние небесные светила за городом, то можете попробовать самую большую величину оптических линз – до 400 мм.

Фокусное расстояние

Расстояние от небесных тел до точки в окуляре называют фокусным расстоянием. Именно здесь все световые лучи образуют пучок единого свечения. Этот показатель диктует степень увеличения и четкость видимой картинки – чем он выше, тем  лучше мы увидим интересующее небесное светило. Чем выше фокус, тем длиннее сам телескоп, поэтому такие габариты могут повлиять на компактности его хранения и транспортировки.

Идея Кассегрена - изображение 38

Кратность увеличения

Этот показатель можно определить, поделив фокусное расстояние на характеристику вашего окуляра. Так, если диаметр телескопа 800 мм, а по окуляру оно равно 16, то вы сможете получить 50-кратное оптическое увеличение.

Тип монтировки

Это подставка для телескопа. Ее предназначение – удобство в использовании телескопа.

Любительский и полупрофессиональный комплект состоит из 3 видов таких опор:

 Азимутальная – подставка, смещающая аппарат по горизонтали и вертикали. Такой опорой комплектуют рефракторы и катадиоптрики.

 Экваториальная – имеет внушительные габариты, но зато отлично  находит нужное светило по заданным координатам. Данный вид монтировки подходит для рефлекторов, которые улавливают самые отдаленные галактики.

Система Домсона – нечто среднее между азимутальной подставкой  и крепкой экваториальной конструкцией. Очень часто ее добавляют в комплектацию с

мощными рефлекторами.

.Новаторство Ломоносова - изображение 39

Телескоп должен быть таким, чтобы вы смогли самостоятельно его переносить и транспортировать. Телескоп для дома должен быть максимально компактен и удобен в использовании.

Если вы будете перевозить аппарат в машине, то нужно убедиться в том, что размеры трубы разрешают поместить его в салоне или в багажнике.

Заранее выберите место для просмотра небесных объектов. Лучшим вариантом будет место, которое находится за пределами города. Если у вас нет транспорта, то остановитесь на ближайшей смотровой площадке с отсутствием ближайших жилых массивов и других зданий.

Старайтесь наблюдать за небесными светилами как можно чаще. Если каждый день пользоваться телескопом и рассматривать одни и те же объекты, то со временем можно увидеть их новые изменения и перемещения.

Если вашей целью является изучение самых дальних галактик и туманностей, купите рефлектор с диаметром от 250 мм, дополненный азимутальной подставкой.

Любителям астрофотографирования не обойтись без катадиоптрического оптического прибора с мощной апертурой (400 мм) и самой длинной фокусировкой от 1000 мм. Можно добавить к комплекту экваториальную монтировку с автоматическим приводом.

Своему ребенку можно подарить бюджетный и простой в использовании телескоп-рефрактор из детской серии, оснащенный апертурой 70 мм на азимутальной опоре. А дополнительный адаптер поможет сделать эффектные фото Луны и наземных объектов.

Наблюдать за Луной, звездами, планетами, галактиками, интересными туманностями крайне захватывающе и необычайно интересно. Желаем вам новых открытий и долгой службы вашего телескопа!

Источник: principraboty.ru

Главная » Статьи » Астрономия

Астрономические телескопы

 

Главное преимущество оптичес­кого телескопа перед глазом — воз­можность улавливать гораздо больше света. Диаметр человече­ского зрачка не превышает 8 мм. Телескоп с апертурой (отверсти­ем) всего 80 мм улавливает свет с площади в 100 раз больше.

 

Введение

Устройство, при помощи которого телескоп улавливает свет и фор­мирует изображение, называется объективом. Это может быть выпуклая линза или вогнутое зеркало. Телескоп с линзовым объективом называется рефрактором, поскольку принцип действия линзы основан на преломле­нии света (рефракции) при пересече­нии границы двух прозрачных сред. Телескоп с зеркальным объективом называется рефлектором (букв, отра­жателем). В обоих случаях в качестве окуляра используется линза, которая увеличивает созданное объективом изображение.

Строение телескопа рефрактора


(Большая галактика в созвездии Андромеды Фотография получена при помощи телескопа Шмидта, в котором использована комбинация линз с зеркалами.)


 

Телескоп-рефрактор

Первые телескопы-рефракторы обла­дали целым рядом дефектов, главным из которых была хроматическая аберрация — образование вокруг изо­бражения цветного ореола. Чтобы ослабить это явление, использовали тонкие линзы с большим фокусным расстоянием, что делало мощные те­лескопы чрезвычайно громоздкими (некоторые из них имели длину бо­лее 45 м), превращая управление ими в сложнейшую проблему. В современных телескопах-рефрак­торах используются двойные линзы, изготовленные из разных видов стек­ла с разными коэффициентами пре­ломления. Одна из этих составляю­щих линз вогнутая, а другая выпуклая, и хроматическая аберрация одной части устраняет аберрацию другой. Такие линзы называются ахромати­ческими (т. е. бесцветными). Самые большие из когда-либо пост­роенных телескопов-рефракторов это рефракторы Ликскойи Йерксской об­серваторий в США диаметром соот­ветственно 0,91 м и 1,01 м. Оба эти те­лескопа используются до настоящего времени. В Йерксском телескопе достигнута предельная апертура теле­скопов-рефракторов — около 1 м. Дело в том, что линзы большего диаметра начинают прогибаться под собствен­ной тяжестью. А поскольку линзу, в отличие от зеркала, можно поддер­живать только по краям, то прогиб невозможно устранить. По этой при­чине самые большие оптические теле­скопы — это рефлекторы. У них отсут­ствует хроматическая аберрация, и они значительно короче.

Строение телескопа рефрактора

 

Телескопы-рефлекторы

Свет, улавливаемый главным (первич­ным) зеркалом телескопа-рефлектора, концентрируется на меньшем плоском зеркале и направляется им в окуляр. Окуляр может располагаться как сбоку трубы телескопа, так и позади нее. В отличие от обычных зеркал, отража­ющее покрытие зеркал телескопа нано­сится на наружную поверхность стекла, и поэтому внутренние дефекты стекла не влияют на качество изображения. Первый большой телескоп-рефлек­тор, в котором использовалось стек­лянное зеркало диаметром 1,5 м, был установлен в 1908 г. в Маунт-Вильсо-новской обсерватории (Калифорния) Джорджем Эллери Хейлом. Хейл пла­нировал также построить гигантский 5-метровый рефлектор, и тот был вве­ден в строй в Маунт-Паломарской об­серватории в 1948 г., через 10 лет по­сле его смерти. Его создание потребо­вало много времени и решения ряда технических проблем, обусловленных размерами зеркала. Только медленное (для предотвращения образования трещин) охлаждение отлитой стек лянной заготовки требует несколько месяцев. Долгое время 5-метровый ре­флектор Хейла был самым большим оптическим телескопом в мире. Сей­час есть 6-метровый рефлектор, уста­новленный в Зеленчукской обсервато­рии в Карачаево-Черкесии (РФ). Альтернативным способом получе­ния большой отражающей поверхно­сти является использование несколь­ких зеркал меньшего размера (изго­товить которые гораздо проще), со­бранных вместе так, что они образу­ют одну отражающую поверхность. Самый большой телескоп такого типа – мозаичный телескоп Аризонского университета, США. Его отражаюзая поверхность эквивалентна отражающей поверхности телескопа с зеркалом диаметром 4.5 метра.

Строение телескопа рефрактора



  «Позируют» звезды

Недостатком обычных телескопов яв­ляется то, что они позволяют рассмат­ривать очень небольшой участок не­ба. В 1929 г. эстонский оптик Бернгард Шмидт создал свободный от этого не­достатка телескоп, предназначенный для фотографирования астрономиче­ских объектов. Совместное использо­вание в этом телескопе зеркал и линз большого диаметра обеспечило ши­рокий угол обзора. Вначале астроно­мы осматривают интересующий их участок неба при помощи зеркально-линзового телескопа, а затем с его по­мощью наводят большой телескоп. Вопреки распространенному мне­нию, астрономы не проводят бблыпую часть времени, глядя в телескоп. Опти-далеких объектов, используют приборы, называемые электронными усилителями изображения. Для улучшения качества получаемых изображений широко применяются компьютеры. Для анализа спектра света небесных объектов используют спектроскопы.

 Строение телескопа рефрактора


(Обсерватория Пик-дю-Миди, Фран­ция. Здесь сделаны лучшие снимки Луны и планет, полученные с Земли. Поскольку атмосфера на высоте 2800 м над уровнем моря менее плотная и более чистая, то многие уникальные изображения были получены при помо­щи небольшого теле­скопа-рефлектора с диаметром зеркала 0,6 м. Здесь же распо­ложен еще один теле­скоп-рефлектор диа­метром 1 м.)



Радиоастрономия

Радиоволны из космоса были от­крыты случайно в 1932 г. американ­ским исследователем Карлом Янеки, изучавшим электромагнитное излу­чение грозы. Он обнаружил, что вблизи созвездия Стрельца, где на­ходится центр нашей Галактики, су­ществует источник радиоволн. В ра­боте американского исследователя Гроута Ребера было показано, что источниками радиоволн являются многие точки небосвода. Эти откры­тия стали отправной точкой разви­тия радиоастрономии, а приборы, используемые для приема радио­волн из космоса, получили название радиотелескопов. Типичный радиотелескоп состоит из трех основных частей: антенны, принимающей радиоволны и преоб­разующей их в электрические сигна­лы, усилителя, усиливающего эти сигналы, и выходного устройства, которое отображает их в виде, удоб­ном для исследования, или сохраняет для дальнейшего анализа.

Строение телескопа рефрактора



 

Видимость

Наилучших условий наблюдения можно достичь, подняв наблюдателя с телескопом над земной атмосфе­рой, задерживающей значительную часть излучения и ухудшающей ка­чество изображения. В апреле 1990 г. американский «Шаттл» вывел на око­лоземную орбиту оптический косми­ческий телескоп «Хаббл». Несмотря на ошибки, допущенные при изго­товлении главного зеркала диамет­ром 2,4 м, и неполадки в системе дис­танционного управления, с помощью этого устройства на Земле было получено большое количество пре­красных изображений планет и це­лых галактик.

Строение телескопа рефрактора



 

 Антенны

Антенны радиотелескопа могут иметь самые разные формы; про­стейшие из них состоят из большого числа диполей (пар стержней). Наи­более распространенный тип антен­ны радиотелескопа — «тарелка», во­гнутая металлическая чаша, фокуси­рующая падающие на нее радиовол­ны на одном простом диполе. Самая большая в мире управляемая антен­на радиотелескопа диаметром 100 м сооружена в Германии. В Аресибо (Пуэрто-Рико) построена неподвиж­ная антенна диаметром 300 м. Интенсивность радиосигнала за­висит от величины антенны. Кроме того; поскольку разрешение телеско­па любого вида (минимальное угло­вое расстояние между двумя воспри­нимаемыми раздельно точками) равно длине волны излучения, поде­ленной на диаметр антенны теле­скопа, а радиоволны гораздо длин­нее электромагнитных волн види­мой части спектра, то, чтобы полу­чить разрешение, сравнимое с раз­решением больших оптических те­лескопов, антенна радиотелескопа должна иметь километровые разме­ры. Однако большую эффективную антенну можно получить, суммируя выходные сигналы нескольких ан­тенн меньшего размера. Иногда, объединяя антенны радиотелеско­пов, расположенных в разных стра­нах, получают антенну, сравнимую по размерам с Землей. Такой метод исследования называется интерфе­рометрией со сверхдлинной базой (ИСБ). 

Строение телескопа рефрактора


Источник: ingenious.ucoz.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.