Istraktura ng teleskopyo. Paano nakaayos ang mga teleskopyo ng iba't ibang optical na disenyo? Diameter at magnification

Istraktura ng teleskopyo

Noong ika-20 siglo, ang astronomiya ay gumawa ng maraming hakbang sa pag-aaral ng ating Uniberso, ngunit ang mga hakbang na ito ay magiging imposible kung wala ang paggamit ng mga sopistikadong instrumento gaya ng mga teleskopyo, na ang kasaysayan nito ay bumalik sa mahigit isang daang taon. Ang ebolusyon ng teleskopyo ay naganap sa maraming yugto, at ito ay tungkol sa kanila na susubukan kong sabihin sa iyo.

Mula noong sinaunang panahon, ang sangkatauhan ay nagnanais na malaman kung ano ang naroroon, sa langit, sa kabila ng Lupa at hindi nakikita ng mata ng tao. Ang pinakadakilang mga siyentipiko noong unang panahon, tulad ni Leonardo da Vinci, Galileo Galilei, ay sinubukang lumikha ng isang aparato na nagpapahintulot sa iyo na tumingin sa kailaliman ng kalawakan at buksan ang belo ng mga lihim ng Uniberso. Mula noon, marami nang natuklasan sa larangan ng astronomiya at astrophysics. Alam ng lahat kung ano ang isang teleskopyo, ngunit hindi alam ng lahat kung gaano katagal ang nakalipas at kung kanino naimbento ang unang teleskopyo, at kung paano ito inayos.

Ang teleskopyo ay isang aparato na idinisenyo upang obserbahan ang mga celestial body.

Sa partikular, ang isang teleskopyo ay nauunawaan bilang isang optical telescopic system na hindi kinakailangang gamitin para sa astronomical na layunin.

Mayroong mga teleskopyo para sa lahat ng hanay ng electromagnetic spectrum:

b optical teleskopyo

b radio teleskopyo

x-ray teleskopyo

b gamma teleskopyo

Optical teleskopyo

Ang teleskopyo ay isang tubo (solid, frame o truss) na naka-mount sa isang mount na nilagyan ng mga axes para sa pagturo at pagsubaybay sa object ng pagmamasid. Ang isang visual na teleskopyo ay may isang lens at isang eyepiece. Ang rear focal plane ng layunin ay nakahanay sa front focal plane ng eyepiece. Sa halip na isang eyepiece, isang photographic film o isang matrix radiation detector ay maaaring ilagay sa focal plane ng layunin. Sa kasong ito, ang lens ng teleskopyo, mula sa punto ng view ng optika, ay isang photographic lens. Ang teleskopyo ay nakatutok gamit ang isang focuser (nakatutok na aparato). astronomy ng kalawakan ng teleskopyo

Ayon sa kanilang optical na disenyo, karamihan sa mga teleskopyo ay nahahati sa:

b Lens (refractors o diopters) - isang lens o lens system ang ginagamit bilang lens.

b Salamin (reflectors o catoptric) - ang isang malukong salamin ay ginagamit bilang isang lens.

b Mga teleskopyo ng salamin-lens (catadioptric) - isang spherical mirror ang ginagamit bilang isang lens, at ang isang lens, lens system o meniscus ay nagsisilbing pambawi sa mga aberration.

Ang anumang optical telescope ay binubuo ng isang tubo, tripod o pundasyon, kung saan naka-install ang tubo, na naka-mount na may mga targeting axes at, siyempre, ang optika mismo - isang eyepiece at isang lens. Ang lahat ng mga teleskopyo ay maaaring nahahati sa tatlong malalaking grupo depende sa optical na disenyo:

Mga teleskopyo ng salamin (o mga reflector), kung saan ginagamit ang mga salamin bilang mga elemento ng pagkolekta ng liwanag,
Mga teleskopyo ng lens (o mga refractor) na gumagamit ng mga lente bilang mga elemento ng pagkolekta ng liwanag
Mirror-lens telescopes (catadioptric), ang disenyo nito ay kinabibilangan ng parehong salamin at isang lens (meniscus), na ginagamit upang mabayaran ang mga aberration.

Tubong teleskopyo. Sa refractors, ang tubo ay hermetically sealed, na nagpoprotekta sa mga lente mula sa alikabok at kahalumigmigan. Ang isang bukas na tubo ng reflector sa panahon ng pagmamasid, sa kabaligtaran, ay humahantong sa hitsura ng alikabok sa system, pati na rin ang pagkasira ng imahe dahil sa mga alon ng hangin. Ang mga tubo ng teleskopyo ay nag-iiba din sa haba. Ang mga refractor ay karaniwang nakakatakot sa kanilang mga kahanga-hangang sukat, habang ang mga reflector ay compact kung ihahambing sa kanila at mas maginhawang dalhin. Ang mga reflective telescope ay mayroon ding isang maikling tubo, ngunit mas malaki ang timbang nila kaysa sa mga reflector.

Pag-mount ng teleskopyo. Ang mount ay isang suporta para sa isang teleskopyo, kadalasang naka-mount sa isang tripod. Ang mount ay binubuo ng dalawang axes para sa pagpuntirya, mutually perpendicular, drive at isang reference system para sa mga anggulo ng pag-ikot.

Mayroong dalawang uri ng mga mount: equatorial at alt-azimuth. Ipinapalagay ng equatorial mount ang pag-ikot ng isa sa mga eroplanong teleskopyo na patayo sa axis ng daigdig, dahil sa kung saan ang pang-araw-araw na pag-ikot ng mundo ay madaling mabayaran sa panahon ng pagmamasid. Kung ikukumpara sa al-azimuth mount, ang bundok na ito ay medyo malaki at mas mahal sa presyo. Ang alt-azimuth mount ay may vertical at horizontal axes ng pag-ikot, na nagpapahintulot sa teleskopyo na umikot sa parehong taas at azimuth. Sa gayong pag-mount, mas mahirap mabayaran ang pag-ikot ng globo, gayunpaman, ito ay mas simple, mas compact at mas mura.

Mga pangunahing katangian ng optical telescope. Ang mga pangunahing katangian ng anumang optical telescope ay: ang diameter ng lens (aperture) at ang focal length ng lens.

Ang aperture ay tinutukoy ng diameter ng lens (sa refractor) o ang pangunahing salamin (sa reflector) at sinusukat sa pulgada o milimetro. Sa madaling salita, ang aperture ay magiging katumbas ng diameter ng light beam na kayang tanggapin ng teleskopyo. Ang resolution ng teleskopyo ay depende sa diameter ng layunin, iyon ay, ang halaga ng pinakamababang angular na distansya sa pagitan ng mga bagay na makikita sa pamamagitan ng teleskopyo.

Ang haba ng focal ng isang layunin ng teleskopyo ay ang distansya kung saan ang isang salamin o objective lens ay gumagawa ng isang imahe ng isang bagay na walang katapusan. Ang focal length ay depende sa telescope aperture (ang ratio ng focal length sa diameter ng lens), pati na rin ang optical magnification (ang ratio ng focal length ng lens at eyepiece).

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

GOU Education Center №548 "Tsaritsyno"

Olga Stepanova

Abstrak ng Astronomiya

Abstract na paksa: "Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at layunin ng teleskopyo"

Guro: Zakurdaeva S.Yu

1. Panimula

2. Kasaysayan ng teleskopyo

3. Mga uri ng teleskopyo. Ang mga pangunahing layunin at prinsipyo ng pagpapatakbo ng teleskopyo

4. Mga repraktibo na teleskopyo

5. Reflector teleskopyo

6. Mga teleskopyo ng salamin-lens (catadioptric)

7. Mga teleskopyo sa radyo

8. Hubble Space Telescope

9. Konklusyon

10. Listahan ng mga ginamit na panitikan

1. Panimula

Napakaganda ng mabituing kalangitan, nakakaakit ito ng maraming interes at atensyon. Sa loob ng mahabang panahon, sinubukan ng mga tao na alamin kung ano ang nasa labas ng planetang Earth. Ang pagnanais na malaman at mag-aral ang nagtulak sa mga tao na maghanap ng mga pagkakataong makapag-aral ng espasyo, kaya naimbento ang teleskopyo. Ang teleskopyo ay isa sa mga pangunahing instrumento na nakatulong at tumutulong pa rin sa pag-aaral ng kalawakan, bituin at planeta. Naniniwala ako na mahalagang malaman ang tungkol sa device na ito, dahil bawat isa sa atin ay tumingin kahit isang beses o tiyak na titingin sa isang teleskopyo balang araw. At tiyak na matutuklasan niya ang isang bagay na hindi mailarawang maganda at bago.

Ang Astronomy ay isa sa mga pinakalumang agham, ang pinagmulan nito ay mula pa noong Panahon ng Bato (VI-III millennium BC). Pinag-aaralan ng Astronomy ang paggalaw, istraktura, pinagmulan at pag-unlad ng mga celestial body at ang kanilang mga sistema.

Nagsimulang pag-aralan ng tao ang Uniberso mula sa kanyang nakita sa kalangitan. At sa loob ng maraming siglo, nanatiling isang purong optical science ang astronomiya.

Ang mata ng tao ay isang napaka sopistikadong optical device na nilikha ng kalikasan. Ito ay may kakayahang kumuha ng kahit na indibidwal na dami ng liwanag. Sa tulong ng paningin, nakikita ng isang tao ang higit sa 80% ng impormasyon tungkol sa labas ng mundo. Ang akademya na si S.I. Vavilov ay dumating sa konklusyon na ang mata ng tao ay may kakayahang kumuha ng mga hindi gaanong mahalagang bahagi ng liwanag - halos isang dosenang photon lamang. Sa kabilang banda, kayang tiisin ng mata ang malalakas na daloy ng liwanag gaya ng mula sa araw, isang searchlight, o isang electric arc. Bilang karagdagan, ang mata ng tao ay isang mataas na advanced na wide-angle optical system na may malaking viewing angle. Gayunpaman, mula sa punto ng view ng mga kinakailangan ng astronomical na mga obserbasyon, ang mata ay mayroon ding napaka makabuluhang mga disbentaha. Ang pangunahin sa kanila ay ang napakakaunting liwanag nito. Samakatuwid, ang pagtingin sa langit gamit ang hubad na mata, hindi natin nakikita ang lahat. Nakikilala natin, halimbawa, higit lamang sa dalawang libong bituin, habang may bilyun-bilyong bilyun-bilyon ang mga ito.

Samakatuwid, isang tunay na rebolusyon ang naganap sa astronomiya nang ang isang teleskopyo ay tumulong sa mata. Ang teleskopyo ay ang pangunahing instrumento na ginagamit sa astronomiya upang obserbahan ang mga celestial na katawan, tumanggap at pag-aralan ang radiation na nagmumula sa kanila. Gayundin, sa tulong ng mga teleskopyo, ginagawa ang mga pag-aaral ng spectral radiation, X-ray na mga litrato, mga larawan ng mga bagay sa kalangitan sa isang ultraviolet, atbp. Ang salitang "teleskopyo" ay nagmula sa dalawang salitang Griyego: tele - malayo at skopeo - I tingnan mo.

2. Kasaysayan ng teleskopyo

Mahirap sabihin kung sino ang unang nag-imbento ng teleskopyo. Nabatid na kahit ang mga sinaunang tao ay gumamit ng magnifying glass. Ang alamat ay dumating sa atin na ang diumano'y Julius Caesar, sa panahon ng kanyang pagsalakay sa Britain mula sa baybayin ng Gaul, ay tumingin sa teleskopyo ng maulap na lupain ng Britanya. Si Roger Bacon, isa sa mga pinaka-kahanga-hangang siyentipiko at palaisip noong ika-13 siglo, nag-imbento siya ng kumbinasyon ng lens na ginagawang malapit ang mga malalayong bagay kapag tiningnan.

Kung ito ay totoo sa katotohanan ay hindi alam. Ito ay hindi mapag-aalinlanganan, gayunpaman, na sa pinakadulo simula ng ika-17 siglo sa Holland, halos sabay-sabay, inihayag ng tatlong optiko ang pag-imbento ng teleskopyo - Liperscha, Meunus, Jansen. Sa pagtatapos ng 1608, ang mga unang teleskopyo ay ginawa, at ang mga alingawngaw ng mga bagong optical na instrumento ay mabilis na kumalat sa buong Europa.

Ang unang teleskopyo ay itinayo noong 1609 ng Italian astronomer na si Galileo Galilei. Ipinanganak si Galileo noong 1564 sa lungsod ng Pisa sa Italya. Bilang anak ng isang maharlika, si Galileo ay nag-aral sa isang monasteryo at noong 1595 ay naging isang propesor ng matematika sa Unibersidad ng Padua, isa sa mga nangungunang unibersidad sa Europa noong panahong iyon, na matatagpuan sa teritoryo ng Republika ng Venetian. Pinahintulutan ng pamumuno ng unibersidad ang pagsasaliksik, at ang kanyang mga natuklasan tungkol sa paggalaw ng mga katawan ay nakakuha ng malawak na pagbubunyi. Noong 1609, nakarating sa kanya ang impormasyon tungkol sa pag-imbento ng isang optical device na naging posible upang obserbahan ang malalayong celestial na bagay. Sa maikling panahon, naimbento at binuo ni Galileo ang ilan sa kanyang sariling mga teleskopyo. Ang teleskopyo ay may katamtamang sukat (haba ng tubo 1245 mm, diameter ng layunin 53 mm, eyepiece 25 diopters), hindi perpektong disenyo ng optical, at 30x na magnification. Gumamit siya ng mga teleskopyo upang pag-aralan ang mga celestial body, at ang bilang ng mga bituin na kanyang naobserbahan ay 10 beses ang bilang ng mga bituin na makikita sa mata. Noong Enero 7, 1610, itinuro ni Galileo ang kanyang teleskopyo sa langit sa unang pagkakataon. Natuklasan niya na ang ibabaw ng buwan ay makapal na natatakpan ng mga bunganga at natuklasan ang 4 na pinakamalaking buwan ng Jupiter. Kapag naobserbahan sa pamamagitan ng teleskopyo, ang planetang Venus ay naging parang maliit na buwan. Binago nito ang mga yugto nito, na nagpapahiwatig na ito ay umiikot sa Araw. Sa Araw mismo (paglalagay ng isang madilim na baso sa harap ng kanyang mga mata), nakita ng siyentipiko ang mga itim na spot, at sa gayon ay pinabulaanan ang karaniwang tinatanggap na pagtuturo ni Aristotle tungkol sa "hindi malalabag na kadalisayan ng langit." Ang mga batik na ito ay inilipat na may kaugnayan sa gilid ng Araw, kung saan ginawa niya ang tamang konklusyon tungkol sa pag-ikot ng Araw sa paligid ng axis nito. Sa madilim na gabi, kapag ang kalangitan ay maaliwalas, maraming mga bituin ang nakikita sa larangan ng view ng teleskopyo ng Galilea, na hindi naa-access sa mata. Ang mga natuklasan ni Galileo ay naglatag ng pundasyon para sa teleskopikong astronomiya. Ngunit ang kanyang mga teleskopyo, na nagkumpirma ng tiyak na bagong pananaw sa mundo ng Copernican, ay napaka hindi perpekto.

Ang teleskopyo ni Galileo

Larawan 1. Galileo teleskopyo

Ang Lens A, na nakaharap sa object ng pagmamasid, ay tinatawag na Lens, at ang lens B, kung saan inilalapat ng observer ang kanyang mata, ay tinatawag na Eyepiece. Kung ang lens ay mas makapal sa gitna kaysa sa mga gilid, ito ay tinatawag na Gathering o Positive, kung hindi man ito ay tinatawag na Diffusing o Negative. Sa teleskopyo ng Galileo, ang layunin ay isang flat - convex lens, at ang eyepiece - isang flat - concave.

Isipin natin ang pinakasimpleng biconvex lens, ang mga spherical surface na may parehong curvature. Ang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sentro ng mga ibabaw na ito ay tinatawag na Optical axis ng lens. Kung ang mga sinag ay naganap sa naturang lens, parallel sa optical axis, sila, na na-refracte sa lens, ay kinokolekta sa isang punto sa optical axis na tinatawag na Focus of the lens. Ang distansya mula sa gitna ng lens hanggang sa focus nito ay tinatawag na focal length. Kung mas malaki ang curvature ng mga ibabaw ng collecting lens, mas maikli ang focal length. Sa pokus ng naturang lens, palaging nakuha ang aktwal na imahe ng bagay.

Ang mga nagkakalat, negatibong lente ay kumikilos nang iba. Nakakalat sila ng isang sinag ng liwanag na bumabagsak sa kanila na kahanay sa optical axis, at hindi ang mga sinag mismo, ngunit ang kanilang mga extension, ay nagtatagpo sa pokus ng naturang lens. Samakatuwid, ang mga diffusing lens ay may, gaya ng sinasabi nila, isang haka-haka na pokus at nagbibigay ng isang haka-haka na imahe. (Larawan 1) ay nagpapakita ng landas ng mga sinag sa teleskopyo ng Galilea. Dahil ang mga celestial body, sa praktikal na pagsasalita, ay "sa infinity", ang kanilang mga imahe ay nakuha sa focal plane, i.e. sa eroplano na dumadaan sa focus F at patayo sa optical axis. Sa pagitan ng focus at lens, naglagay si Galileo ng diffusing lens, na nagbigay ng haka-haka, direkta at pinalaki na imahe ng MN. Ang pangunahing kawalan ng teleskopyo ng Galilea ay isang napakaliit na larangan ng view (ito ang pangalan para sa angular diameter ng isang bilog ng isang katawan na nakikita sa pamamagitan ng isang teleskopyo). Dahil dito, napakahirap ituro ang teleskopyo sa celestial body at pagmasdan ito. Para sa parehong dahilan, ang mga teleskopyo ng Galilea ay hindi ginamit sa astronomiya pagkatapos ng kamatayan ng kanilang lumikha.

Ang napakahinang kalidad ng imahe sa mga unang teleskopyo ay nagpilit sa mga optiko na maghanap ng mga paraan upang malutas ang problemang ito. Ito ay lumabas na ang pagtaas ng focal length ng lens ay makabuluhang nagpapabuti sa kalidad ng imahe. Bilang resulta, noong ika-17 siglo, ipinanganak ang mga teleskopyo na may focal length na halos 100 metro (ang teleskopyo ni A. Ozu ay may haba na 98 metro). Kasabay nito, ang teleskopyo ay walang tubo, ang layunin ay matatagpuan sa isang poste sa layo na halos 100 metro mula sa eyepiece, na hawak ng tagamasid sa kanyang mga kamay (ang tinatawag na "hangin" na teleskopyo). Ang pagmamasid gamit ang naturang teleskopyo ay lubhang hindi maginhawa at si Ozu ay hindi nakagawa ng isang pagtuklas. Gayunpaman, si Christian Huygens, na nagmamasid gamit ang isang 64-meter "air" telescope, ay natuklasan ang singsing ng Saturn at Saturn's moon Titan, at napansin din ang mga guhitan sa disk ng Jupiter. Ang isa pang astronomo noong panahong iyon, si Jean Cassini, gamit ang mga teleskopyo ng hangin, ay nakatuklas ng apat pang buwan ng Saturn (Iapetus, Rhea, Dione, Tethys), isang puwang sa singsing ng Saturn (Cassini gap), "dagat" at mga polar cap sa Mars.

3. Mga uri ng teleskopyo. Ang mga pangunahing layunin at prinsipyo ng pagpapatakbo ng teleskopyo

Ang mga teleskopyo ay kilala na may iba't ibang uri. Mayroong 3 uri ng mga teleskopyo para sa visual na pagmamasid (optical):

1. Matigas ang ulo

Isang lens system ang ginagamit. Ang mga liwanag na sinag mula sa mga bagay sa kalangitan ay kinokolekta sa tulong ng isang lens at sa pamamagitan ng repraksyon ay bumabagsak sa eyepiece ng teleskopyo at nagbibigay ng isang pinalaki na imahe ng isang bagay sa kalawakan.

2. Reflectors

Ang pangunahing bahagi ng naturang teleskopyo ay isang malukong salamin. Ito ay ginagamit upang ituon ang mga sinasalamin na sinag.

3. Salamin-lens

Ang ganitong uri ng optical telescope ay gumagamit ng sistema ng mga salamin at lente.

Ang mga optical teleskopyo ay kadalasang ginagamit ng mga amateur astronomer.

Gumagamit ang mga siyentipiko ng mga karagdagang uri ng teleskopyo para sa kanilang mga obserbasyon at pagsusuri. Ang mga teleskopyo ng radyo ay ginagamit upang makatanggap ng mga radio wave. Halimbawa, ang kilalang programa para sa paghahanap para sa extraterrestrial intelligence na tinatawag na HRMS, na nagpapahiwatig ng sabay-sabay na pakikinig sa ingay ng radyo ng kalangitan sa milyun-milyong frequency. Ang mga pangunahing tauhan ng programang ito ay NASA. Nagsimula ang programang ito noong 1992. Ngunit ngayon ay hindi na siya nagsasagawa ng anumang paghahanap. Bilang bahagi ng programang ito, ang mga obserbasyon ay ginawa gamit ang 64-meter Radio Telescope sa Parax (Australia), sa National Radio Astronomy Observatory sa United States at sa 305-meter radio telescope sa Arecibo, ngunit hindi sila nagtagumpay.

Ang teleskopyo ay may tatlong pangunahing layunin:

Kolektahin ang radiation mula sa mga celestial body patungo sa isang receiving device (mata, photographic plate, spectrograph, atbp.);
Bumuo ng isang imahe ng isang bagay o isang tiyak na lugar ng kalangitan sa focal plane nito;
Tumulong na makilala ang mga bagay na matatagpuan sa malapit na angular na distansya mula sa isa't isa at samakatuwid ay hindi nakikita ng mata.

Ang prinsipyo ng isang teleskopyo ay hindi upang palakihin ang mga bagay, ngunit upang mangolekta ng liwanag. Kung mas malaki ang sukat ng pangunahing elemento ng pagkolekta ng liwanag - isang lens o salamin - mas maraming liwanag ang kinokolekta nito. Mahalaga na ang kabuuang dami ng nakolektang liwanag na sa huli ay tumutukoy sa antas ng detalye sa nakikita - ito man ay isang malayong tanawin o mga singsing ng Saturn. Habang ang magnification, o lakas, ay mahalaga din para sa isang teleskopyo, hindi ito kritikal sa pagkamit ng antas ng detalye.

4. Mga repraktibo na teleskopyo

Ang mga refractive telescope, o refractor, ay gumagamit ng malaking object lens bilang pangunahing elemento ng pagkolekta ng liwanag. Ang mga refractor ng lahat ng mga modelo ay kinabibilangan ng mga achromatic (two-element) na objective lens - kaya binabawasan o halos inaalis ang maling kulay na nakakaapekto sa nagreresultang imahe kapag ang liwanag ay dumaan sa lens. Mayroong isang bilang ng mga kahirapan sa paglikha at pag-install ng malalaking lente ng salamin; gayundin, ang makapal na lente ay sumisipsip ng masyadong maraming liwanag. Ang pinakamalaking refractor sa mundo na may 101 cm lens ay pag-aari ng Yerkes Observatory.

Kapag lumilikha ng isang refractor, dalawang mga kadahilanan ang nagpasiya ng tagumpay: ang mataas na kalidad ng optical section at ang sining ng paggiling nito. Sa inisyatiba ni Galileo, marami sa mga astronomo mismo ang nakikibahagi sa paggawa ng mga lente. Si Pierre Guinan, isang siyentipiko noong ika-18 siglo, ay nagpasya na matutunan kung paano gumawa ng mga refractor. Noong 1799, nagawa ni Guinan na mag-cast ng maraming mahuhusay na disc na may diameter na 10 hanggang 15 cm - isang tagumpay na hindi pa naririnig sa oras na iyon. Noong 1814, ang Guinan ay nag-imbento ng isang mapanlikhang pamamaraan para sa pagsira sa istraktura ng jet sa mga blangko ng salamin: ang mga blangko ng cast ay sawn at, pagkatapos alisin ang depekto, sila ay muling na-solder. Kaya, nagbibigay daan para sa paglikha ng malalaking lente. Sa wakas ay nakapag-cast si Ginan ng disc na may diameter na 18 pulgada (45 cm). Ito ang huling tagumpay ni Pierre Guinan. Ang sikat na Amerikanong optiko na si Alvan Clark ay nagtrabaho sa karagdagang pag-unlad ng mga refractor. Ang mga lente ay ginawa sa American Cambridge, at ang kanilang mga optical na katangian ay nasubok sa isang artipisyal na bituin sa isang 70 m ang haba ng lagusan. Noong 1853, nakamit na ni Alvan Clark ang makabuluhang tagumpay: isang bilang ng mga dati nang hindi kilalang double star ang naobserbahan sa mga refractor na kanyang ginawa.

Noong 1878, ang Pulkovo Observatory ay lumapit sa kumpanya ng Clark na may isang order para sa paggawa ng isang 30-pulgadang refractor, ang pinakamalaking sa mundo. Ang gobyerno ng Russia ay naglaan ng 300,000 rubles para sa paggawa ng teleskopyo na ito. Nakumpleto ang order sa loob ng isang taon at kalahati, at ang lens ay ginawa mismo ni Alvan Clark mula sa mga baso ng kumpanya ng Paris na Feil, at ang mekanikal na bahagi ng teleskopyo ay ginawa ng kumpanyang Aleman na Repsald.

Ang bagong Pulkovo refractor ay naging mahusay, isa sa mga pinakamahusay na refractor sa mundo. Ngunit noong 1888, ang Lick Observatory, na nilagyan ng 36-pulgada na Alvan Clark refractor, ay nagsimulang magtrabaho sa Mount Hamilton sa California. Ang mahusay na mga kondisyon ng atmospera ay pinagsama dito kasama ang mga mahuhusay na katangian ng instrumento.

Ang mga Clarke refractor ay may malaking papel sa astronomiya. Pinayaman nila ang planetary at stellar astronomy na may mga pagtuklas na pinakamahalaga. Ang matagumpay na pagtatrabaho sa mga teleskopyo na ito ay nagpapatuloy hanggang ngayon.

Figure 2. Repraktibo teleskopyo

Figure 3. Repraktibo teleskopyo

5. Reflector teleskopyo

Ang lahat ng malalaking astronomikal na teleskopyo ay mga reflector. Ang mga teleskopyo ng reflector ay sikat din sa mga hobbyist dahil hindi ito kasing mahal ng mga refractor. Ito ay mga reflective telescope at gumagamit ng isang malukong pangunahing salamin upang mangolekta ng liwanag at bumuo ng isang imahe. Sa Newtonian type reflectors, ang isang maliit na flat secondary mirror ay sumasalamin sa liwanag papunta sa dingding ng pangunahing tubo.

Ang pangunahing bentahe ng mga reflector ay ang mga salamin ay walang chromatic aberration. Chromatic aberration - pagbaluktot ng imahe dahil sa ang katunayan na ang mga light ray ng iba't ibang mga wavelength ay nakolekta pagkatapos na maipasa ang lens sa walang ibang distansya mula dito; bilang resulta, ang imahe ay malabo at ang mga gilid ay may kulay. Ang paggawa ng mga salamin ay mas madali kaysa sa paggiling ng malalaking lente, at ito rin ang paunang natukoy sa tagumpay ng mga reflector. Dahil sa kawalan ng chromatic aberrations, ang mga reflector ay maaaring gawin nang napakabilis (hanggang sa 1: 3), na ganap na hindi maiisip para sa mga refractor. Ang mga reflector ay mas mura sa paggawa kaysa sa mga refractor na may pantay na diameter.

Mayroong, siyempre, ang mga disadvantages sa salamin teleskopyo pati na rin. Ang kanilang mga tubo ay bukas, at ang mga agos ng hangin sa loob ng tubo ay lumilikha ng mga iregularidad na sumisira sa imahe. Ang mga reflective surface ng mga salamin ay medyo mabilis na kumukupas at kailangang ibalik. Para sa mahusay na mga imahe, isang halos perpektong hugis ng salamin ay kinakailangan, na mahirap makamit, dahil ang hugis ng mga salamin ay bahagyang nagbabago sa panahon ng operasyon dahil sa mekanikal na stress at pagbabagu-bago ng temperatura. Gayunpaman, ang mga reflector ay naging pinaka-promising na uri ng teleskopyo.

Noong 1663, nagdisenyo si Gregory ng isang reflector telescope. Si Gregory ang unang nagmungkahi ng paggamit ng salamin sa halip na isang lens sa isang teleskopyo.

Noong 1664, gumawa si Robert Hooke ng isang reflector ayon sa pamamaraan ni Gregory, ngunit ang kalidad ng teleskopyo ay naiwan ng marami na naisin. Noon lamang 1668 na sa wakas ay naitayo ni Isaac Newton ang unang gumaganang reflector. Ang maliit na teleskopyo na ito ay mas maliit pa sa mga tubo ng Galilea. Ang pangunahing concave spherical mirror na gawa sa pinakintab na salamin na tanso ay 2.5 cm lamang ang lapad, at ang focal length nito ay 6.5 cm. Ang mga sinag mula sa pangunahing salamin ay sinasalamin ng isang maliit na flat mirror sa isang lateral eyepiece, na isang plano-convex lens. Sa una, ang reflector ni Newton ay pinalaki ng 41 beses, ngunit sa pamamagitan ng pagpapalit ng eyepiece at pagbabawas ng magnification sa 25 beses, natuklasan ng siyentipiko na ang mga celestial body ay mukhang mas maliwanag at mas madaling pagmasdan.

Noong 1671, nagtayo si Newton ng pangalawang reflector, bahagyang mas malaki kaysa sa una (ang diameter ng pangunahing salamin ay 3.4 cm sa focal length na 16 cm). Ang sistema ni Newton ay naging napaka-maginhawa, at matagumpay pa rin itong ginagamit.

Larawan 4. Reflector telescope

Figure 5. Reflector telescope (Newton's system)

6. Mga teleskopyo ng salamin-lens (catadioptric)

Ang pagnanais na mabawasan ang lahat ng posibleng aberasyon ng reflector at refractor telescope ay humantong sa paglikha ng pinagsamang mirror-lens telescope. Ang mga mirror-lens (catadioptric) na teleskopyo ay gumagamit ng parehong mga lente at salamin, dahil sa kung saan ang kanilang optical na disenyo ay nakakamit ng mahusay na kalidad ng imahe na may mataas na resolution, sa kabila ng katotohanan na ang buong istraktura ay binubuo ng napakaikling portable optical tubes.

Sa mga instrumentong ito, ang mga pag-andar ng mga salamin at mga lente ay pinaghihiwalay upang ang mga salamin ay bumuo ng imahe at ang mga lente ay itama ang mga aberasyon ng mga salamin. Ang unang teleskopyo ng ganitong uri ay nilikha ng optiko na si B. Schmidt, na nanirahan sa Germany noong 1930. Sa teleskopyo ng Schmidt, ang pangunahing salamin ay may spherical reflecting surface, na nangangahulugan na ang mga paghihirap na nauugnay sa parabolization ng mga salamin ay inalis. Naturally, ang isang malaking-diameter na spherical mirror ay may kapansin-pansing mga aberration, pangunahin ang spherical. Ang spherical aberration ay isang pagbaluktot sa mga optical system na nauugnay sa katotohanan na ang mga light ray mula sa isang point source na matatagpuan sa optical axis ay hindi nagtitipon sa isang punto kasama ang mga ray na dumaan sa mga bahagi ng system na malayo sa axis. Upang mabawasan ang mga aberasyong ito, naglagay si Schmidt ng manipis na salamin na corrective lens sa gitna ng curvature ng pangunahing salamin. Sa mata, ito ay mukhang isang ordinaryong flat glass, ngunit sa katunayan ang ibabaw nito ay napaka-kumplikado (bagaman ang mga paglihis mula sa eroplano ay hindi lalampas sa ilang daan-daang milimetro). Ito ay dinisenyo upang itama ang spherical aberration, coma at astigmatism sa pangunahing salamin. Sa kasong ito, mayroong, kumbaga, magkaparehong kabayaran sa mga aberasyon ng salamin at lens. Bagama't ang mga maliliit na aberasyon ay nananatiling hindi naitatama sa sistema ng Schmidt, ang mga teleskopyo ng ganitong uri ay nararapat na ituring na pinakamahusay para sa pagkuha ng litrato sa mga celestial na katawan. Ang pangunahing problema sa Schmidt telescope ay dahil sa kumplikadong hugis ng correction plate, ang produksyon nito ay puno ng napakalaking kahirapan. Samakatuwid, ang paglikha ng malalaking silid ng Schmidt ay isang pambihirang kaganapan sa teknolohiyang pang-astronomiya.

Noong 1941, ang sikat na optikong Sobyet na si D. D. Maksutov ay nag-imbento ng isang bagong uri ng mirror-lens telescope, na libre mula sa pangunahing disbentaha ng mga Schmidt camera. Sa sistema ng Maksutov, tulad ng sa sistema ng Schmidt, ang pangunahing salamin ay may spherical concave surface. Gayunpaman, sa halip na isang kumplikadong corrective lens, gumamit si Maksutov ng isang spherical meniscus - isang mahinang diffusing convex-concave lens, ang spherical aberration na kung saan ay ganap na nagbabayad para sa spherical aberration ng pangunahing salamin. At dahil ang meniscus ay bahagyang hubog at kaunti ang pagkakaiba sa isang flat-parallel plate, halos hindi ito lumilikha ng chromatic aberration. Sa sistema ng Maksutov, ang lahat ng mga ibabaw ng salamin at meniskus ay spherical, na lubos na nagpapadali sa kanilang paggawa.

Figure 5. Mirror-lens telescope

7. Mga teleskopyo sa radyo

Ang paglabas ng radyo mula sa kalawakan ay umabot sa ibabaw ng Earth nang walang makabuluhang pagsipsip. Ang pinakamalaking mga instrumentong pang-astronomiya, mga teleskopyo ng radyo, ay itinayo upang matanggap ito. Ang radio telescope ay isang astronomical na instrumento na idinisenyo upang pag-aralan ang mga celestial body sa hanay ng radio wave. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang teleskopyo ng radyo ay batay sa pagtanggap at pagproseso ng mga radio wave at mga alon ng iba pang mga saklaw ng electromagnetic spectrum mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ng radiation. Ang mga naturang mapagkukunan ay: ang Araw, mga planeta, mga bituin, mga kalawakan, mga quasar at iba pang mga katawan ng Uniberso, pati na rin ang gas. Ang mga metal na salamin-antenna, na umaabot sa diameter na ilang sampu-sampung metro, ay sumasalamin sa mga radio wave at kinokolekta ang mga ito tulad ng isang optical reflector telescope. Ang mga sensitibong radio receiver ay ginagamit upang irehistro ang paglabas ng radyo.

Sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga indibidwal na teleskopyo, posible na makabuluhang taasan ang kanilang resolusyon. Ang mga radio interferometer ay "mas matalas" kaysa sa mga tradisyonal na teleskopyo ng radyo, dahil ang mga ito ay tumutugon sa napakaliit na angular na displacement ng bituin, na nangangahulugang pinapayagan ka nitong pag-aralan ang mga bagay na may maliit na angular na sukat. Minsan, ang mga radio interferometer ay binubuo ng hindi dalawa, ngunit ilang mga radio teleskopyo.

8. Hubble Space Telescope

Sa paglunsad ng HUBBLE SPACE TELESCOPE (HST) sa orbit, ang astronomy ay gumawa ng isang higanteng paglukso pasulong. Matatagpuan sa labas ng atmospera ng Earth, ang HST ay maaaring makakita ng mga bagay at phenomena na hindi maitatala ng mga instrumento sa Earth. Ang mga larawan ng mga bagay na naobserbahan gamit ang ground-based na mga teleskopyo ay lumalabas na malabo dahil sa atmospheric refraction pati na rin ang diffraction sa object mirror. Ang teleskopyo ng Hubble ay nagbibigay-daan para sa mas detalyadong mga obserbasyon. Ang proyekto ng HST ay binuo sa NASA na may partisipasyon ng European Space Agency (ESA). Ang 2.4 m (94.5 in) reflector telescope ay inilunsad sa mababang (610 kilometro) na orbit ng US-based na SPACE SHUTTLE, isang proyektong kinasasangkutan ng pana-panahong pagpapanatili at pagpapalit ng mga kagamitan na nakasakay sa teleskopyo. Ang buhay ng disenyo ng teleskopyo ay 15 taon o higit pa.

Gamit ang Hubble Space Telescope, mas tumpak na nasusukat ng mga astronomo ang mga distansya sa mga bituin at kalawakan, na nililinaw ang kaugnayan sa pagitan ng average na ganap na halaga ng Cepheids at ang panahon ng pagbabago ng kanilang liwanag. Ang koneksyon na ito ay ginamit noon upang mas tumpak na matukoy ang mga distansya sa iba pang mga kalawakan sa pamamagitan ng pagmamasid sa mga indibidwal na Cepheid sa mga kalawakan na ito. Ang mga Cepheid ay mga umiikot na variable na bituin, ang ningning nito ay nagbabago nang maayos sa loob ng ilang partikular na limitasyon sa isang pare-parehong panahon mula 1 hanggang 50 araw. Ang malaking sorpresa para sa mga astronomer na gumagamit ng Hubble Telescope ay ang pagtuklas ng mga kumpol ng mga kalawakan sa mga direksyon na dating inakala na walang laman na espasyo.

9. Konklusyon

Napakabilis ng pagbabago ng ating mundo. May pag-unlad sa larangan ng pananaliksik at agham. Ang bawat bagong imbensyon ay ang simula para sa mga kasunod na pag-aaral ng anumang lugar at ang paglikha ng isang bagay na bago o mas pinabuting. Kaya ito ay sa astronomiya - sa paglikha ng isang teleskopyo, maraming mga bagong bagay ang natuklasan, at ang lahat ay nagsimula sa paglikha ng isang simple, mula sa punto ng view ng ating panahon, ang teleskopyo ni Galileo. Sa ngayon, ang sangkatauhan ay nakapagdala pa ng teleskopyo sa kalawakan. Naisip kaya ito ni Galileo nang likhain niya ang kanyang teleskopyo?

Bilang resulta, ang teleskopyo ay may tatlong pangunahing layunin: nangongolekta ito ng radiation mula sa mga celestial body patungo sa isang receiving device; bumubuo ng isang imahe ng isang bagay o isang tiyak na lugar ng kalangitan sa focal plane nito; tumutulong na makilala ang mga bagay na matatagpuan sa malapit na angular na distansya mula sa isa't isa at samakatuwid ay hindi nakikita ng mata.

Sa ating panahon, imposibleng isipin ang pag-aaral ng astronomiya nang walang mga teleskopyo.

Listahan ng ginamit na panitikan

B.A.Vorontsov-Velyaminov, E.K. Straut, Astronomy Grade 11; 2002 taon
V.N.Komarov, Kamangha-manghang astronomiya, 2002
Jim Breitot, 101 Pangunahing Ideya: Astronomy; M., 2002
http://mvaproc.narod.ru
http://infra.sai.msu.ru
http://www.astrolab.ru
http://referat.ru; Ang abstract ni Yuri Kruglov sa pisika sa paksa

"Disenyo, layunin, prinsipyo ng pagpapatakbo, mga uri at kasaysayan ng teleskopyo."

8.http: //referat.wwww4.com; isang sanaysay ni Vitaly Fomin sa paksang “Prinsipyo

gawain at layunin ng teleskopyo ".

GOU Educational Center №548 "Tsaritsyno" Stepanova Olga Vladimirovna Essay sa astronomy Paksa ng sanaysay: "Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at layunin ng teleskopyo" Guro: Zakurdaeva S.Yu. Ludza 2007

Ang iba't ibang uri ng mga teleskopyo ay matatagpuan na ngayon sa mga istante ng tindahan. Ang mga modernong tagagawa ay nag-aalaga sa kanilang mga customer at sinusubukang pagbutihin ang bawat modelo, unti-unting inaalis ang mga pagkukulang ng bawat isa sa kanila.

Sa pangkalahatan, ang mga naturang device ay nakaayos pa rin ayon sa isang katulad na pamamaraan. Ano ang pangkalahatang istraktura ng isang teleskopyo? Higit pa tungkol dito mamaya.

Pipe

Ang pangunahing bahagi ng instrumento ay ang tubo. Ang isang lens ay inilagay sa loob nito, kung saan ang mga sinag ng liwanag ay higit na bumagsak. Ang mga lente ay may iba't ibang uri nang sabay-sabay. Ito ay mga reflector, mga layunin ng catadioptric at mga refractor. Ang bawat uri ay may sariling mga kalamangan at kahinaan, na pinag-aaralan ng mga gumagamit bago bumili at, umaasa sa kanila, gumawa ng isang pagpipilian.

Ang mga pangunahing bahagi ng bawat teleskopyo: tubo at eyepiece

Bilang karagdagan sa pipe, ang instrumento ay naglalaman din ng isang naghahanap. Maaari nating sabihin na ito ay isang miniature telescope na kumokonekta sa pangunahing tubo. Sa kasong ito, ang pagtaas ng 6-10 beses ay sinusunod. Ang bahaging ito ng aparato ay kinakailangan para sa paunang pagpuntirya sa bagay ng pagmamasid.

Eyepiece

Ang isa pang mahalagang bahagi ng anumang teleskopyo ay ang eyepiece. Sa pamamagitan nitong mapapalitang bahagi ng tool na sinusubaybayan ng user. Kung mas maikli ang bahaging ito, mas malaki ang maaaring magnification, ngunit sa parehong oras ay mas maliit ang anggulo ng view. Ito ay para sa kadahilanang ito na pinakamahusay na bumili ng maraming iba't ibang mga eyepieces gamit ang aparato nang sabay-sabay. Halimbawa, na may pare-pareho at variable na pokus.

Pry bar, mga filter at iba pang bahagi

Mayroon ding ilang mga uri ng pry bar. Karaniwan, ang teleskopyo ay naka-mount sa isang tripod na may dalawang pivoting axes. At mayroon ding mga karagdagang "mountings" sa teleskopyo na nagkakahalaga ng pagbanggit. Una sa lahat, ito ay mga light filter. Kailangan sila ng mga astronomo para sa iba't ibang layunin. Ngunit para sa mga nagsisimula, hindi kinakailangan na bilhin ang mga ito.

Totoo, kung plano ng gumagamit na humanga sa buwan, kakailanganin ang isang espesyal na lunar filter upang maprotektahan ang mga mata mula sa masyadong maliwanag na larawan. Mayroon ding mga espesyal na filter na maaaring alisin ang nakakasagabal na ilaw mula sa mga ilaw ng lungsod, ngunit ang mga ito ay medyo mahal. Upang tingnan ang mga bagay sa tamang posisyon, ang mga diagonal na salamin ay kapaki-pakinabang din, na, depende sa uri, ay may kakayahang ilihis ang mga sinag na 45 o 90 degrees.

Isipin ang isang mata ng tao na may diameter na 5 cm. Kasabay nito, ito ay pinahaba mula sa mag-aaral hanggang sa retina ng kalahating metro. Ito ay halos kung paano gumagana ang isang teleskopyo. Ito ay gumagana tulad ng isang malaking eyeball. Ang ating mata ay mahalagang isang malaking lente. Sa pamamagitan ng kanilang sarili, hindi siya nakakakita ng mga bagay, ngunit nakakakuha ng liwanag na sinasalamin mula sa kanila (samakatuwid, sa kumpletong kadiliman ay wala tayong nakikita). Ang liwanag ay pumapasok sa retina sa pamamagitan ng lens, ang mga impulses ay ipinapadala sa utak, at ang utak ay bumubuo ng isang larawan. Ang isang teleskopyo ay may isang lens na mas malaki kaysa sa ating lens. Samakatuwid, nangongolekta ito ng liwanag mula sa malalayong mga bagay na hindi lang nakukuha ng mata.

Ang prinsipyo ng operasyon ay pareho para sa lahat ng mga teleskopyo, ngunit ang istraktura ay naiiba.

Ang unang uri ng mga teleskopyo - mga refractor

Ang pinakasimpleng bersyon ng refractor ay isang tubo, sa magkabilang dulo kung saan ang biconvex ay ipinasok - ito ay () - mga lente. Kinokolekta nila ang liwanag mula sa mga bagay na makalangit, nagre-refract at tumutok - at sa eyepiece ay nakikita natin ang imahe.

Levenhuk Strike 80 NG Refractor Telescope:

Ang pangalawang uri ng teleskopyo ay mga reflector

Ang mga reflector ay hindi nagre-refract, ngunit sumasalamin sa mga sinag. Ang pinakasimpleng reflector ay isang tubo na may dalawang salamin sa loob. Ang isang salamin, malaki, ay matatagpuan sa dulo ng tubo sa tapat ng lens, ang pangalawa, mas maliit, ay matatagpuan sa gitna. Ang mga sinag, na bumabagsak sa tubo, ay nakikita mula sa isang malaking salamin at nahuhulog sa isang maliit na salamin, na matatagpuan sa isang anggulo at nagdidirekta ng liwanag sa lens - isang eyepiece, kung saan maaari tayong tumingin at makakita ng mga bagay na makalangit.

Telescope Bresser Junior Reflector. Sa panlabas, ang isang refractor ay madaling makilala mula sa isang reflector: ang eyepiece ay matatagpuan sa dulo ng tubo para sa refractor, at sa gilid ng reflector.

Alin ang mas mahusay - isang refractor o isang reflector - ang paksa ng isang tunay na holivar sa pagitan ng mga mahilig sa astronomiya. Ang bawat isa ay may sariling katangian. Ang mga refractor ay mas simple at mas hindi mapagpanggap: hindi sila natatakot sa alikabok, hindi sila nagdurusa sa panahon ng transportasyon, pinapayagan nila ang mga obserbasyon sa lupa (dahil ang imahe ay hindi baligtad sa kanila). Ang mga reflector ay mas banayad, ngunit pinapayagan ka nitong mag-obserba ng mga bagay sa malalim na espasyo at gumawa ng astrophotography. Sa pangkalahatan, ang mga refractor ay mas angkop para sa mga nagsisimula at reflector para sa mga advanced na astronomer.

Dahil mas simple ang mga refractor, tingnan natin kung paano gumagana ang isang teleskopyo gamit ang mga ito bilang isang halimbawa. Kunin natin ang mga teleskopyo ng Levenhuk Strike NG bilang isang modelo - idinisenyo ang mga ito para sa mga baguhang astronomo at ginawa nang may kaunting komplikasyon.

Ito ang lens na kumukuha ng liwanag. Ito ay salamin. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga repraktibo na teleskopyo ay hindi masyadong malaki: ang salamin ay mabigat. Ang pinakamalaking refractor ay nasa Yerkes Observatory sa Estados Unidos. Ang diameter ng lens nito ay 1.02 m.

Sa pamamagitan ng lens makikita mo na ang loob ng teleskopyo tube ay itim upang maiwasan ang liwanag na nakasisilaw mula sa maliliwanag na bagay.

At ito ang hood na nagpoprotekta sa lens mula sa hamog. Magpoprotekta rin laban sa maliit na pinsala sa makina (mga jolts, impacts). Tinatanggal din ng hood ang liwanag na nakasisilaw sa mga ilaw at iba pang malapit na bagay.

Eyepiece. Sa pamamagitan nito ay tumitingin tayo sa langit.

Diagonal na salamin (may eyepiece at Barlow lens) - kailangan para maging tuwid ang imahe (hindi baligtad). Pagkatapos ay sa teleskopyo maaari mong obserbahan hindi lamang ang espasyo, kundi pati na rin ang mga bagay sa lupa, tulad ng sa susunod na larawan.

Ang larawang ito ay kinuha sa pamamagitan ng isang teleskopyo na may digital camera. Ang camera ay naka-mount sa teleskopyo gamit ang isang adaptor.

Ang camera ay hindi tugma sa lahat ng mga refractor. Halimbawa, ang pinakabatang mga modelo ng Levenhuk Strike NG ay nagkakahalaga ng 3 libong rubles. walang ganoong posibilidad.

At sa wakas, ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay. Mga larawan na maaaring makuha gamit ang isang teleskopyo:

Ang larawang ito ay kinuha sa pamamagitan ng Levenhuk Strike 80 NG refractor sa taglagas, sa maaliwalas na panahon. Ang buwan ay naging maganda, ngunit ang mga planeta o kalawakan ay halos hindi makunan ng larawan na may mataas na kalidad gamit ang isang refractor. Ito pa rin ang paunang modelo, kung saan dapat itong gawin ang mga unang hakbang sa astronomiya. Ngunit sa kabilang banda, maaari mong dalhin ito at gamitin ito sa pagmamasid at pagkuha ng larawan ng mga bagay sa lupa.

(Binisita ng 1 beses, 1 pagbisita ngayon)