Struktura teleskopa

V 20. stoletju je astronomija naredila veliko korakov pri preučevanju našega vesolja, vendar ti koraki ne bi bili nemogoči brez uporabe tako izpopolnjenih instrumentov, kot so teleskopi, katerih zgodovina sega več kot sto let nazaj. Razvoj teleskopa je potekal v več fazah in o njih vam bom poskušal povedati.

Človeštvo je že od antičnih časov hrepenilo po tem, kaj je tam, na nebu, onstran Zemlje in človeškemu očesu nevidno. Največji antični znanstveniki, kot so Leonardo da Vinci, Galileo Galilei, so poskušali ustvariti napravo, ki vam omogoča, da pogledate v globine vesolja in odprete tančico skrivnosti vesolja. Od takrat je bilo veliko odkritij na področju astronomije in astrofizike. Vsi vedo, kaj je teleskop, vendar vsi ne vedo, kako dolgo nazaj in kdo je izumil prvi teleskop in kako je bil urejen.

Teleskop je naprava, namenjena opazovanju nebesnih teles.

Zlasti teleskop razumemo kot optični teleskopski sistem, ki se ne uporablja nujno v astronomske namene.

Obstajajo teleskopi za vse razpone elektromagnetnega spektra:

b optični teleskopi

b radijski teleskopi

rentgenski teleskopi

b gama teleskopi

Optični teleskopi

Teleskop je cev (polna, okvirna ali nosilna), nameščena na nosilec, opremljen z osmi za usmerjanje in sledenje opazovanemu objektu. Vizualni teleskop ima lečo in okular. Zadnja goriščna ravnina objektiva je poravnana s sprednjo goriščno ravnino okularja. Namesto okularja se lahko v goriščno ravnino objektiva postavi fotografski film ali matrični detektor sevanja. V tem primeru je teleskopska leča z vidika optike fotografska leča. Teleskop se izostri s pomočjo fokuserja (fokusirana naprava). teleskop vesoljska astronomija

Glede na njihovo optično zasnovo je večina teleskopov razdeljena na:

b Leča (refraktorji ali dioptrije) - kot leča se uporablja leča ali sistem leč.

b Ogledalo (reflektorji ali katoptrično) - kot leča se uporablja konkavno ogledalo.

b Teleskopi z zrcalnimi lečami (katadioptrični) - kot leča se uporablja sferično ogledalo, za kompenzacijo aberacij pa služi leča, sistem leč ali meniskus.

Vsak optični teleskop je sestavljen iz cevi, stativa ali podlage, na katerega je nameščena cev, pritrjena s ciljnimi osmi in seveda same optike - okularja in leče. Vse teleskope lahko glede na optično zasnovo razdelimo v tri velike skupine:

• zrcalni teleskopi (ali reflektorji), pri katerih se zrcala uporabljajo kot elementi za zbiranje svetlobe,
• Teleskopi z lečami (ali refraktorji), ki uporabljajo leče kot elemente za zbiranje svetlobe
• Teleskopi z zrcalnimi lečami (katadioptrični), katerih zasnova vključuje tako ogledalo kot lečo (menisk), ki se uporablja za kompenzacijo aberacij.

Teleskopska cev. Pri refraktorjih je cev hermetično zaprta, kar ščiti leče pred prahom in vlago. Odprta reflektorska cev med opazovanjem, nasprotno, vodi do pojava prahu v sistemu, pa tudi do poslabšanja slike zaradi zračnih tokov. Teleskopske cevi se razlikujejo tudi po dolžini. Refraktorji so običajno strašljivi s svojimi impresivnimi dimenzijami, medtem ko so reflektorji v primerjavi z njimi kompaktni in so bolj priročni za transport. Odsevni teleskopi imajo tudi kratko cev, vendar tehtajo bistveno več kot reflektorji.

Nosilec za teleskop. Nosilec je podpora za teleskop, običajno nameščen na stojalu. Nosilec je sestavljen iz dveh osi za ciljanje, medsebojno pravokotnih, pogonov in referenčnega sistema za kote vrtenja.

Obstajata dve vrsti nosilcev: ekvatorialni in alt-azimutni. Ekvatorialna montaža predvideva vrtenje ene od ravnin teleskopa pravokotno na zemeljsko os, zaradi česar se dnevno vrtenje zemlje med opazovanjem zlahka kompenzira. V primerjavi z nosilcem al-azimuth je ta nosilec precej masiven in cenovno dražji. Nosilec alt-azimuth ima navpično in vodoravno os vrtenja, kar omogoča, da se teleskop vrti tako po višini kot po azimutu. S takšnim nosilcem je veliko težje kompenzirati vrtenje globusa, vendar je veliko preprostejše, kompaktnejše in cenejše.

Osnovne značilnosti optičnih teleskopov. Glavne značilnosti vsakega optičnega teleskopa so: premer leče (odprtina) in goriščna razdalja leče.

Odprtina je določena s premerom leče (v reflektorju) ali glavnega zrcala (v reflektorju) in se meri v palcih ali milimetrih. Z drugimi besedami, odprtina bo enaka premeru svetlobnega snopa, ki ga je teleskop sposoben sprejeti. Ločljivost teleskopa je odvisna od premera objektiva, to je vrednosti najmanjše kotne razdalje med predmeti, ki jih je mogoče videti skozi teleskop.

Goriščna razdalja objektiva teleskopa je razdalja, na kateri zrcalo ali leča objektiva ustvari sliko neskončno oddaljenega predmeta. Goriščna razdalja je odvisna od zaslonke teleskopa (razmerje med goriščno razdaljo in premerom leče), pa tudi od optične povečave (razmerje med goriščno razdaljo leče in okularja).

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

Izobraževalni center GOU №548 "Tsaritsyno"

Olga Stepanova

Astronomski povzetek

Abstraktna tema: "Načelo delovanja in namen teleskopa"

Učitelj: Zakurdaeva S.Yu

1. Uvod

2. Zgodovina teleskopa

3. Vrste teleskopov. Glavni nameni in načelo delovanja teleskopa

4. Refraktivni teleskopi

5. Reflektorski teleskopi

6. Teleskopi z zrcalnimi lečami (katadioptrični)

7. Radijski teleskopi

8. Vesoljski teleskop Hubble

9. Zaključek

10. Seznam uporabljene literature

1. Uvod

Zvezdno nebo je zelo lepo, pritegne veliko zanimanja in pozornosti. Dolgo časa so ljudje poskušali izvedeti, kaj je zunaj planeta Zemlje. Želja po znanju in študiju je ljudi gnala v iskanje priložnosti za preučevanje vesolja, zato je bil izumljen teleskop. Teleskop je eden glavnih instrumentov, ki je pomagal in še vedno pomaga pri preučevanju vesolja, zvezd in planetov. Verjamem, da je o tej napravi pomembno vedeti, saj je vsak od nas vsaj enkrat pogledal ali bo nekoč zagotovo pogledal skozi teleskop. In zagotovo bo odkril nekaj nepopisno lepega in novega.

Astronomija je ena najstarejših ved, katere začetki segajo v kameno dobo (VI-III tisočletje pr.n.št.). Astronomija proučuje gibanje, zgradbo, nastanek in razvoj nebesnih teles in njihovih sistemov.

Človek je začel preučevati vesolje po tem, kar je videl na nebu. In astronomija je dolga stoletja ostala izključno optična znanost.

Človeško oko je zelo sofisticirana optična naprava, ki jo je ustvarila narava. Sposoben je zajeti celo posamezne kvante svetlobe. S pomočjo vida človek zazna več kot 80% informacij o zunanjem svetu. Akademik S. I. Vavilov je prišel do zaključka, da je človeško oko sposobno zajeti nepomembne dele svetlobe - le približno ducat fotonov. Po drugi strani pa oko lahko prenese močne svetlobne tokove, kot so sonce, reflektor ali električni lok. Poleg tega je človeško oko zelo napreden širokokotni optični sistem z velikim vidnim kotom. Kljub temu ima oko z vidika zahtev astronomskih opazovanj tudi zelo pomembne pomanjkljivosti. Glavni med njimi je, da zbira premalo svetlobe. Zato, če gledamo v nebo s prostim očesom, ne vidimo vsega. Ločimo na primer le nekaj več kot dva tisoč zvezd, medtem ko jih je na milijarde milijard.

Zato se je v astronomiji zgodila prava revolucija, ko je očesu priskočil na pomoč teleskop. Teleskop je glavni instrument, ki se uporablja v astronomiji za opazovanje nebesnih teles, sprejemanje in analiziranje sevanja, ki izhaja iz njih. Prav tako se s pomočjo teleskopov delajo študije spektralnega sevanja, rentgenske fotografije, fotografije nebesnih objektov v ultravijolični itd. Beseda "teleskop" izhaja iz dveh grških besed: tele - daleč stran in skopeo - gledam. .

2. Zgodovina teleskopa

Težko je reči, kdo je prvi izumil teleskop. Znano je, da so že stari ljudje uporabljali povečevalna stekla. Do nas je prišla legenda, da naj bi Julij Cezar med svojim napadom na Britanijo z obal Galije gledal skozi teleskop meglene britanske dežele. Roger Bacon, eden najbolj izjemnih znanstvenikov in mislecev 13. stoletja, je izumil kombinacijo leč, zaradi katere so oddaljeni predmeti videti blizu, ko jih gledamo.

Ali je bilo tako v resnici, ni znano. Nesporno pa je, da so na samem začetku 17. stoletja na Nizozemskem skoraj hkrati trije optiki napovedali izum teleskopa - Liperscha, Meunus, Jansen. Do konca leta 1608 so bili izdelani prvi teleskopi in govorice o teh novih optičnih instrumentih so se hitro razširile po Evropi.

Prvi teleskop je leta 1609 zgradil italijanski astronom Galileo Galilei. Galileo se je rodil leta 1564 v italijanskem mestu Pisa. Galileo se je kot plemiški sin izobraževal v samostanu in leta 1595 postal profesor matematike na univerzi v Padovi, eni izmed vodilnih evropskih univerz tistega časa, ki se nahaja na ozemlju Beneške republike. Vodstvo univerze je omogočilo raziskave, njegova odkritja o gibanju teles pa so pridobila široko priznanje. Leta 1609 so do njega prispeli podatki o izumu optične naprave, ki je omogočala opazovanje oddaljenih nebesnih objektov. V kratkem času je Galileo izumil in zgradil več lastnih teleskopov. Teleskop je imel skromne dimenzije (dolžina cevi 1245 mm, premer objektiva 53 mm, okular 25 dioptrij), nepopolno optično zasnovo in 30-kratno povečavo. Za preučevanje nebesnih teles je uporabljal teleskope, število zvezd, ki jih je opazil, pa je bilo 10-krat večje od števila zvezd, ki jih je mogoče videti s prostim očesom. 7. januarja 1610 je Galileo svoj teleskop prvič usmeril v nebo. Odkril je, da je lunino površje gosto pokrito s kraterji, in odkril 4 največje Jupitrove lune. Ko smo ga opazovali s teleskopom, se je izkazalo, da je planet Venera kot majhna luna. Spremenil je svoje faze, kar je kazalo, da kroži okoli Sonca. Na samem Soncu (pred očmi je postavil temno steklo) je znanstvenik videl črne pike in s tem ovrgel splošno sprejeto Aristotelovo učenje o "nedotakljivi čistosti nebes". Te lise so bile premaknjene glede na rob Sonca, iz česar je naredil pravilen sklep o vrtenju Sonca okoli svoje osi. V temnih nočeh, ko je bilo nebo jasno, so bile v vidnem polju Galilejevega teleskopa vidne številne zvezde, nedostopne s prostim očesom. Galilejeva odkritja so postavila temelje teleskopski astronomiji. Toda njegovi teleskopi, ki so potrdili dokončno nov kopernikanski pogled na svet, so bili zelo nepopolni.

Galilejev teleskop

Slika 1. Teleskop Galileo

Leča A, obrnjena proti predmetu opazovanja, se imenuje leča, leča B, na katero opazovalec nanese svoje oko, pa se imenuje okular. Če je leča na sredini debelejša kot na robovih, se imenuje zbiralna ali pozitivna, sicer pa difuzna ali negativna. V teleskopu Galileo je bil objektiv ravno konveksna leča, okular pa ravno konkavna.

Predstavljajmo si najpreprostejšo bikonveksno lečo, katere sferične površine imajo enako ukrivljenost. Ravna črta, ki povezuje središča teh površin, se imenuje optična os leče. Če žarki padejo na takšno lečo, ki gredo vzporedno z optično osjo, se, ko se lomijo v leči, zberejo v točki na optični osi, ki se imenuje Fokus leče. Razdalja od središča leče do njenega fokusa se imenuje goriščna razdalja. Večja kot je ukrivljenost površin zbiralne leče, krajša je goriščna razdalja. V fokusu takšne leče se vedno dobi dejanska slika predmeta.

Razpršene negativne leče se obnašajo drugače. Razpršijo žarek svetlobe, ki pada nanje vzporedno z optično osjo, in ne žarki sami, temveč njihovi podaljški, se zbližajo v žarišču takšne leče. Zato imajo difuzijske leče, kot pravijo, namišljeno fokus in dajejo namišljeno sliko. (slika 1) prikazuje pot žarkov v Galilejevem teleskopu. Ker so nebesna telesa praktično "v neskončnosti", so njihove slike pridobljene v goriščni ravnini, tj. v ravnini, ki poteka skozi žarišče F in pravokotno na optično os. Med fokusom in lečo je Galileo postavil difuzijsko lečo, ki je dala namišljeno, neposredno in povečano sliko MN. Glavna pomanjkljivost Galilejevega teleskopa je bilo zelo majhno vidno polje (to je ime za kotni premer kroga telesa, ki ga vidimo skozi teleskop). Zaradi tega je zelo težko teleskop usmeriti v nebesno telo in ga opazovati. Iz istega razloga Galilejevi teleskopi niso bili uporabljeni v astronomiji po smrti njihovega ustvarjalca.

Zelo slaba kakovost slike prvih teleskopov je prisilila optike v iskanje načinov za rešitev tega problema. Izkazalo se je, da povečanje goriščne razdalje objektiva bistveno izboljša kakovost slike. Posledično so se v 17. stoletju rodili teleskopi z goriščno razdaljo skoraj 100 metrov (teleskop A. Ozuja je imel dolžino 98 metrov). Hkrati teleskop ni imel cevi, objektiv je bil nameščen na drogu na razdalji skoraj 100 metrov od okularja, ki ga je opazovalec držal v rokah (t.i. "zračni" teleskop). Opazovanje s takšnim teleskopom je bilo zelo neprijetno in Ozu ni naredil niti enega odkritja. Vendar je Christian Huygens, ki je opazoval s 64-metrskim "zračnim" teleskopom, odkril Saturnov prstan in Saturnovo luno Titan, opazil pa je tudi črte na Jupitrovem disku. Drugi astronom tistega časa Jean Cassini je z uporabo zračnih teleskopov odkril še štiri Saturnove lune (Japet, Reja, Diona, Tetida), vrzel v Saturnovem obroču (Cassinijeva vrzel), "morja" in polarne kape na Marsu.

3. Vrste teleskopov. Glavni nameni in načelo delovanja teleskopa

Znano je, da so teleskopi več vrst. Obstajajo 3 vrste teleskopov za vizualno opazovanje (optični):

1. Ognjevzdržni

Uporablja se sistem leč. Svetlobni žarki iz nebesnih objektov se zbirajo s pomočjo leče in z lomom padejo v okular teleskopa in dajejo povečano sliko vesoljskega objekta.

2. Reflektorji

Glavna komponenta takega teleskopa je konkavno ogledalo. Uporablja se za fokusiranje odbitih žarkov.

3. Zrcalna leča

Ta vrsta optičnega teleskopa uporablja sistem ogledal in leč.

Optične teleskope običajno uporabljajo amaterski astronomi.

Znanstveniki za svoja opazovanja in analize uporabljajo dodatne vrste teleskopov. Za sprejem radijskih valov se uporabljajo radijski teleskopi. Na primer, dobro znani program za iskanje nezemeljske inteligence, imenovan HRMS, ki je pomenil hkratno poslušanje radijskega hrupa neba na milijonih frekvenc. Protagonisti tega programa so bili NASA. Ta program se je začel leta 1992. Zdaj pa ne izvaja več iskanja. V okviru tega programa so bila opravljena opazovanja s 64-metrskim radijskim teleskopom v Paraxu (Avstralija), na Nacionalnem radijskem astronomskem observatoriju v ZDA in s 305-metrskim radijskim teleskopom v Arecibu, vendar niso bila uspešna.

Teleskop ima tri glavne namene:

1. Zbiranje sevanja nebesnih teles do sprejemne naprave (oko, fotografska plošča, spektrograf itd.);
2. Zgradite sliko predmeta ali določenega območja neba v njegovi goriščni ravnini;
3. Pomagajte razlikovati predmete, ki so med seboj blizu kotne razdalje in so zato nevidni prostim očesom.

Načelo teleskopa ni povečevanje predmetov, ampak zbiranje svetlobe. Večja kot je velikost glavnega elementa za zbiranje svetlobe – leče ali ogledala – več svetlobe zbere. Pomembno je, da je skupna količina zbrane svetlobe tista, ki na koncu določa stopnjo podrobnosti v vidnem – pa naj bo to oddaljena pokrajina ali Saturnovi obroči. Čeprav je za teleskop pomembna tudi povečava ali moč, ni ključna pri doseganju ravni podrobnosti.

4. Refraktivni teleskopi

Refraktivni teleskopi ali refraktorji uporabljajo veliko objektivno lečo kot glavni element za zbiranje svetlobe. Refraktorji vseh modelov vključujejo akromatske (dvoelementne) objektivne leče - s čimer zmanjšajo ali praktično odpravijo lažno barvo, ki vpliva na nastalo sliko, ko svetloba prehaja skozi lečo. Obstajajo številne težave pri ustvarjanju in namestitvi velikih steklenih leč; tudi debele leče absorbirajo preveč svetlobe. Največji refraktor na svetu z lečo 101 cm je v lasti observatorija Yerkes.

Pri izdelavi refraktorja sta uspeh določila dva dejavnika: visoka kakovost optičnega dela in umetnost njegovega brušenja. Na Galilejevo pobudo so se številni astronomi sami ukvarjali z izdelavo leč. Pierre Guinan, znanstvenik iz 18. stoletja, se je odločil, da se bo naučil izdelati refraktorje. Leta 1799 je Guinanu uspelo uliti več odličnih diskov s premerom od 10 do 15 cm - uspeh v tistem času nezaslišan. Leta 1814 je Guinan izumil genialno metodo za uničenje strukture curka v steklenih surovcih: ulite surovce so razžagali in po odstranitvi napake ponovno spajkali. Tako utira pot ustvarjanju velikih leč. Končno je Ginanu uspelo uliti disk s premerom 18 palcev (45 cm). To je bil zadnji uspeh Pierra Guinana. Slavni ameriški optik Alvan Clark je delal na nadaljnjem razvoju refraktorjev. Leče so bile izdelane v ameriškem Cambridgeu, njihove optične lastnosti pa so bile preizkušene na umetni zvezdi v 70 m dolgem tunelu. Že leta 1853 je Alvan Clark dosegel pomemben uspeh: v refraktorjih, ki jih je izdelal, so opazili številne prej neznane dvojne zvezde.

Leta 1878 se je Observatorij Pulkovo obrnil na Clarkovo podjetje z naročilom za izdelavo 30-palčnega refraktorja, največjega na svetu. Ruska vlada je za izdelavo tega teleskopa namenila 300.000 rubljev. Naročilo je bilo izvedeno v letu in pol, lečo pa je izdelal Alvan Clark sam iz očal pariškega podjetja Feil, mehanski del teleskopa pa nemško podjetje Repsald.

Novi refraktor Pulkovo se je izkazal za odličnega, enega najboljših refraktorjev na svetu. Toda že leta 1888 je observatorij Lick, opremljen s 36-palčnim refraktorjem Alvan Clark, začel svoje delo na gori Hamilton v Kaliforniji. Tu so se združile odlične atmosferske razmere z odličnimi lastnostmi instrumenta.

Refraktorji Clarke so igrali veliko vlogo v astronomiji. Obogatili so planetarno in zvezdno astronomijo z odkritji izjemnega pomena. Uspešno delo s temi teleskopi se nadaljuje še danes.

Slika 2. Refraktivni teleskop

Slika 3. Refraktivni teleskop

5. Reflektorski teleskopi

Vsi veliki astronomski teleskopi so reflektorji. Reflektorski teleskopi so priljubljeni tudi pri ljubiteljih, ker niso tako dragi kot refraktorji. To so odsevni teleskopi in uporabljajo konkavno glavno ogledalo za zbiranje svetlobe in oblikovanje slike. V reflektorjih Newtonovega tipa majhno ravno sekundarno ogledalo odbija svetlobo na steno glavne cevi.

Glavna prednost reflektorjev je, da ogledala nimajo kromatske aberacije. Kromatska aberacija - popačenje slike zaradi dejstva, da se svetlobni žarki različnih valovnih dolžin zbirajo po prehodu leče na razdalji od nje; posledično je slika zamegljena, robovi pa obarvani. Izdelava ogledal je enostavnejša kot brušenje ogromnih leč, kar je tudi vnaprej določilo uspeh reflektorjev. Zaradi odsotnosti kromatskih aberacij je mogoče reflektorje izdelati zelo hitro (do 1:3), kar je za refraktorje povsem nepredstavljivo. Reflektorji so veliko cenejši za izdelavo kot reflektorji enakega premera.

Seveda imajo zrcalni teleskopi tudi slabosti. Njihove cevi so odprte, zračni tokovi znotraj cevi pa ustvarjajo nepravilnosti, ki pokvarijo sliko. Odsevne površine ogledal sorazmerno hitro zbledijo in jih je treba obnoviti. Za odlične slike je potrebna skoraj popolna oblika ogledala, kar je težko doseči, saj se oblika ogledal med delovanjem zaradi mehanskih obremenitev in temperaturnih nihanj nekoliko spremeni. Kljub temu so se reflektorji izkazali za najbolj obetavno vrsto teleskopa.

Leta 1663 je Gregory zasnoval reflektorski teleskop. Gregory je bil prvi, ki je predlagal uporabo ogledala namesto leče v teleskopu.

Leta 1664 je Robert Hooke izdelal reflektor po Gregoryjevi shemi, vendar je kakovost teleskopa pustila veliko želenega. Šele leta 1668 je Isaac Newton končno zgradil prvi delujoči reflektor. Ta majhen teleskop je bil celo manjši od Galilejevih cevi. Glavno konkavno sferično ogledalo iz poliranega zrcalnega brona je imelo premer le 2,5 cm, njegova goriščna razdalja pa 6,5 ​​cm. Žarke iz glavnega zrcala je majhno ravno zrcalo odbijalo v stranski okular, ki je bil ploskokonveksna leča. Sprva je bil Newtonov reflektor povečan 41-krat, vendar je znanstvenik s spremembo okularja in zmanjšanjem povečave na 25-krat ugotovil, da so nebesna telesa videti svetlejša in jih je lažje opazovati.

Leta 1671 je Newton zgradil drugi reflektor, nekoliko večji od prvega (premer glavnega ogledala je bil 3,4 cm pri goriščni razdalji 16 cm). Newtonov sistem se je izkazal za zelo priročnega in se še vedno uspešno uporablja.

Slika 4. Reflektorski teleskop

Slika 5. Reflektorski teleskop (Newtonov sistem)

6. Teleskopi z zrcalnimi lečami (katadioptrični)

Želja po zmanjšanju vseh možnih aberacij reflektorskih in refraktorskih teleskopov je privedla do nastanka kombiniranih teleskopov z zrcalnimi lečami. Zrcalno-lečni (katadioptrični) teleskopi uporabljajo tako leče kot zrcala, zaradi česar njihova optična zasnova dosega odlično kakovost slike z visoko ločljivostjo, kljub temu, da je celotna konstrukcija sestavljena iz zelo kratkih prenosnih optičnih cevi.

Pri teh instrumentih so funkcije ogledal in leč ločene tako, da ogledala tvorijo sliko, leče pa popravljajo aberacije ogledal. Prvi tovrstni teleskop je ustvaril optik B. Schmidt, ki je leta 1930 živel v Nemčiji. Pri Schmidtovem teleskopu ima glavno ogledalo sferično odbojno površino, kar pomeni, da so težave, povezane s parabolizacijo ogledal, odpravljene. Seveda ima sferično ogledalo velikega premera zelo opazne aberacije, predvsem sferične. Sferična aberacija je popačenje v optičnih sistemih zaradi dejstva, da se svetlobni žarki iz točkovnega vira, ki se nahaja na optični osi, ne zberejo na eni točki z žarki, ki so prešli skozi dele sistema, ki so oddaljeni od osi. Da bi zmanjšal te aberacije, je Schmidt v središče ukrivljenosti primarnega ogledala postavil tanko stekleno korektivno lečo. Na oko je videti kot navadno ravno steklo, v resnici pa je njegova površina zelo kompleksna (čeprav odstopanja od ravnine ne presegajo nekaj stotink milimetra). Zasnovan je za odpravo sferične aberacije, kome in astigmatizma v primarnem ogledalu. V tem primeru je tako rekoč vzajemna kompenzacija aberacij zrcala in leče. Čeprav manjše aberacije v Schmidtovem sistemu ostajajo nepopravljene, se tovrstni teleskopi zasluženo štejejo za najboljše za fotografiranje nebesnih teles. Glavna težava Schmidtovega teleskopa je, da je zaradi zapletene oblike korekcijske plošče njegova proizvodnja polna velikih težav. Zato je ustvarjanje velikih Schmidtovih komor redek dogodek v astronomski tehnologiji.

Leta 1941 je slavni sovjetski optik D. D. Maksutov izumil novo vrsto teleskopa z zrcalnimi lečami, brez glavne pomanjkljivosti Schmidtovih kamer. V sistemu Maksutov, tako kot v Schmidtovem sistemu, ima glavno ogledalo sferično konkavno površino. Vendar je Maksutov namesto kompleksne korektivne leče uporabil sferični meniskus - šibko difuzijsko konveksno-konkavno lečo, katere sferična aberacija v celoti kompenzira sferično aberacijo glavnega zrcala. In ker je meniskus rahlo ukrivljen in se malo razlikuje od ploščato-vzporedne plošče, skoraj ne ustvarja kromatske aberacije. V sistemu Maksutov so vse površine ogledala in meniskusa sferične, kar močno olajša njihovo izdelavo.

Slika 5. Teleskop z zrcalno lečo

7. Radijski teleskopi

Radijska emisija iz vesolja doseže zemeljsko površino brez pomembne absorpcije. Za sprejem so bili zgrajeni največji astronomski instrumenti, radijski teleskopi. Radijski teleskop je astronomski instrument, namenjen preučevanju nebesnih teles v območju radijskih valov. Načelo delovanja radijskega teleskopa temelji na sprejemanju in obdelavi radijskih valov in valov drugih območij elektromagnetnega spektra iz različnih virov sevanja. Takšni viri so: Sonce, planeti, zvezde, galaksije, kvazarji in druga telesa vesolja, pa tudi plin. Kovinska zrcala-antene, ki dosežejo premer nekaj deset metrov, odbijajo radijske valove in jih zbirajo kot optični reflektorski teleskop. Za registracijo radijskega oddajanja se uporabljajo občutljivi radijski sprejemniki.

S povezovanjem posameznih teleskopov je bilo mogoče bistveno povečati njihovo ločljivost. Radijski interferometri so veliko "ostrejši" od običajnih radijskih teleskopov, saj se odzivajo na zelo majhne kotne premike zvezde, kar pomeni, da vam omogočajo preučevanje predmetov z majhnimi kotnimi dimenzijami. Včasih so radijski interferometri sestavljeni ne iz dveh, ampak iz več radijskih teleskopov.

8. Vesoljski teleskop Hubble

Z izstrelitvijo vesoljskega teleskopa HUBBLE (HST) v orbito je astronomija naredila velik korak naprej. HST, ki se nahaja zunaj zemeljske atmosfere, lahko zazna predmete in pojave, ki jih instrumenti na Zemlji ne morejo zabeležiti. Slike predmetov, opaženih s zemeljskimi teleskopi, se zdijo zamegljene zaradi atmosferskega loma in uklona v zrcalu objektiva. Teleskop Hubble omogoča podrobnejša opazovanja. Projekt HST so v Nasi razvili ob sodelovanju Evropske vesoljske agencije (ESA). 2,4 m (94,5 in) reflektorski teleskop je v nizko (610 kilometrov) orbito izstrelil ameriški SPACE SHUTTLE, projekt, ki vključuje redno vzdrževanje in zamenjavo opreme na krovu teleskopa. Življenjska doba teleskopa je 15 let ali več.

Z uporabo vesoljskega teleskopa Hubble so lahko astronomi natančneje izmerili razdalje do zvezd in galaksij, s čimer so razjasnili razmerje med povprečno absolutno vrednostjo cefeidov in obdobjem spremembe njihove svetlosti. Ta povezava je bila nato uporabljena za natančnejše določanje razdalj do drugih galaksij z opazovanjem posameznih Cefeidov v teh galaksijah. Cefeide so pulzirajoče spremenljive zvezde, katerih svetlost se gladko spreminja v določenih mejah v stalnem obdobju od 1 do 50 dni. Veliko presenečenje za astronome, ki uporabljajo teleskop Hubble, je bilo odkritje kopic galaksij v smereh, za katere se je prej mislilo, da so prazen prostor.

9. Zaključek

Naš svet se zelo hitro spreminja. Na področju raziskav in znanosti je napredek. Vsak nov izum je začetek za nadaljnje študije katerega koli področja in ustvarjanje nečesa novega ali bolj izboljšanega. Tako je tudi v astronomiji - z nastankom teleskopa se je odkrilo veliko novega in vse se je začelo z ustvarjanjem preprostega, z vidika našega časa, Galilejevega teleskopa. Do danes je človeštvu uspelo celo prenesti teleskop v vesolje. Ali je Galileo lahko razmišljal o tem, ko je ustvaril svoj teleskop?

Načelo teleskopa ni povečevanje predmetov, ampak zbiranje svetlobe. Večja kot je velikost glavnega elementa za zbiranje svetlobe – leče ali ogledala – več svetlobe zbere. Pomembno je, da je skupna količina zbrane svetlobe tista, ki na koncu določa raven vidnih podrobnosti.

Posledično ima teleskop tri glavne namene: zbira sevanje od nebesnih teles do sprejemne naprave; zgradi sliko predmeta ali določenega območja neba v njegovi goriščni ravnini; pomaga razlikovati predmete, ki se nahajajo med seboj blizu kotne razdalje in so zato nevidni s prostim očesom.

V našem času si je nemogoče predstavljati študij astronomije brez teleskopov.

Seznam uporabljene literature

1. B.A.Vorontsov-Velyaminov, E.K. Straut, astronomija 11. razred; 2002 leto
2. V.N.Komarov, Fascinantna astronomija, 2002
3. Jim Breitot, 101 ključna ideja: astronomija; M., 2002
4. http://mvaproc.narod.ru
5. http://infra.sai.msu.ru
6. http://www.astrolab.ru
7. http://referat.ru; Izvleček Jurija Kruglova o fiziki na to temo

"Zasnova, namen, princip delovanja, vrste in zgodovina teleskopa."

8.http: //referat.wwww4.com; esej Vitalyja Fomina na temo »Načelo

delo in namen teleskopa«.

Izobraževalni center GOU №548 "Tsaritsyno" Stepanova Olga Vladimirovna Esej o astronomiji Predmet eseja: "Načelo delovanja in namen teleskopa" Učitelj: Zakurdaeva S.Yu. Ludza 2007

Na policah trgovin je zdaj mogoče najti široko paleto teleskopov. Sodobni proizvajalci skrbijo za svoje stranke in poskušajo izboljšati vsak model, postopoma odpravljajo pomanjkljivosti vsakega od njih.

Na splošno so takšne naprave še vedno urejene po eni podobni shemi. Kakšna je splošna zgradba teleskopa? Več o tem kasneje.

cev

Glavni del instrumenta je cev. Vanjo je postavljena leča, v katero žarki svetlobe padajo dalje. Leče so različnih vrst hkrati. To so reflektorji, katadioptrični objektivi in ​​refraktorji. Vsaka vrsta ima svoje prednosti in slabosti, ki jih uporabniki preučijo pred nakupom in se na podlagi njih odločijo.

Glavne komponente vsakega teleskopa: cev in okular

Poleg cevi instrument vsebuje tudi iskalo. Lahko rečemo, da gre za miniaturni teleskop, ki se poveže z glavno cevjo. V tem primeru opazimo povečanje za 6-10 krat. Ta del naprave je potreben za predhodno usmerjanje na predmet opazovanja.

Okular

Drug pomemben del vsakega teleskopa je okular. Preko tega zamenljivega dela orodja uporabnik spremlja. Krajši kot je ta del, večja je lahko povečava, a hkrati manjši je zorni kot. Zato je z napravo najbolje kupiti več različnih okularjev hkrati. Na primer s konstantnim in spremenljivim fokusom.

Podna palica, filtri in drugi deli

Obstaja tudi več vrst opornih palic. Običajno je teleskop nameščen na stojalu, ki ima dve vrtljivi osi. In na teleskopu so še dodatni »priključki«, ki jih velja omeniti. Najprej so to svetlobni filtri. Astronomi jih potrebujejo za različne namene. Toda za začetnike jih ni treba kupiti.

Res je, če uporabnik namerava občudovati luno, bo potreben poseben lunin filter za zaščito oči pred preveč svetlo sliko. Obstajajo tudi posebni filtri, ki lahko odstranijo motečo svetlobo iz mestnih luči, vendar so precej dragi. Za ogled predmetov v pravilnem položaju so uporabna tudi diagonalna ogledala, ki so, odvisno od vrste, sposobna odkloniti žarke za 45 ali 90 stopinj.

Predstavljajte si človeško oko s premerom 5 cm, hkrati pa je od zenice do mrežnice podaljšano za pol metra. Približno tako deluje teleskop. Deluje kot veliko zrklo. Naše oko je v bistvu velika leča. Sami po sebi ne vidi predmetov, ampak ujame svetlobo, ki se od njih odbije (zato v popolni temi ne vidimo ničesar). Svetloba vstopi v mrežnico skozi lečo, impulzi se prenašajo v možgane in možgani tvorijo sliko. Teleskop ima veliko večjo lečo od naše leče. Zato zbira svetlobo od oddaljenih predmetov, ki jih oko preprosto ne zazna.

Načelo delovanja je za vse teleskope enako, struktura pa je drugačna.

Prva vrsta teleskopov - refraktorji

Najenostavnejša različica refraktorja je cev, v oba konca katere so vstavljeni bikonveksni - to so () - leče. Zbirajo svetlobo iz nebesnih objektov, lomijo in fokusirajo – in v okularju vidimo sliko.

Refraktorski teleskop Levenhuk Strike 80 NG:

Druga vrsta teleskopov so reflektorji

Reflektorji se ne lomijo, ampak odbijajo žarke. Najpreprostejši reflektor je cev z dvema ogledaloma v notranjosti. Eno ogledalo, veliko, se nahaja na koncu cevi nasproti leče, drugo, manjše, se nahaja na sredini. Žarki, ki padejo v cev, se odbijajo od velikega ogledala in padejo na majhno ogledalo, ki se nahaja pod kotom in usmerja svetlobo v lečo – okular, kjer lahko gledamo in vidimo nebesne predmete.

Teleskop Bresser Junior Reflektor. Navzven lahko reflektor zlahka ločimo od reflektorja: okular se nahaja na koncu cevi za refraktor in ob strani reflektorja.

Kaj je bolje - refraktor ali reflektor - predmet pravega holivarja med ljubitelji astronomije. Vsak ima svoje značilnosti. Refraktorji so enostavnejši in bolj nezahtevni: ne bojijo se prahu, manj trpijo pri transportu, omogočajo opazovanje tal (saj slika v njih ni obrnjena). Reflektorji so bolj nežni, vendar vam omogočajo opazovanje predmetov v globokem vesolju in astrofotografijo. Na splošno so reflektorji primernejši za začetnike, reflektorji pa za napredne astronome.

Ker so refraktorji enostavnejši, si oglejmo, kako deluje teleskop, z uporabo njih kot primer. Za model vzemimo teleskope Levenhuk Strike NG – zasnovani so za astronome začetnike in so izdelani z minimalnimi zapleti.

To je leča, ki zbira svetlobo. Steklo je. Zato lomni teleskopi niso zelo veliki: steklo je težko. Največji refraktor je na observatoriju Yerkes v ZDA. Njegov premer leče je 1,02 m.

Skozi lečo lahko vidite, da je notranjost teleskopske cevi črna, da preprečite bleščanje svetlih predmetov.

In to je kapuca, ki ščiti lečo pred roso. Ščiti tudi pred manjšimi mehanskimi poškodbami (suki, udarci). Napa odstranjuje tudi bleščanje luči in drugih bližnjih predmetov.

Okular. Skozi njo gledamo v nebo.

Diagonalno ogledalo (z okularjem in Barlow lečo) - potrebno, da je slika ravna (ne obrnjena). Nato v teleskopu lahko opazujete ne le vesolje, ampak tudi zemeljske predmete, kot na naslednji fotografiji.

Ta slika je bila posneta skozi teleskop z digitalnim fotoaparatom. Kamera je nameščena na teleskop s pomočjo adapterja.

Kamera ni združljiva z vsemi refraktorji. Na primer, najmlajši modeli Levenhuk Strike NG stanejo 3 tisoč rubljev. takšne možnosti ni.

In končno, najbolj zanimiva stvar. Slike, ki jih lahko posnamete s teleskopom:

Ta slika je bila posneta skozi refraktor Levenhuk Strike 80 NG jeseni, ob jasnem vremenu. Luna se je izkazala dobro, a planetov ali galaksij je težko kakovostno fotografirati z refraktorjem. To je še vedno začetni model, s katerim naj bi naredil prve korake v astronomiji. Po drugi strani pa ga lahko nosite s seboj in z njim opazujete in fotografirate zemeljske predmete.

(obiskano 1-krat, 1 obisk danes)