ТЕЛЕСКОП. ТЕЛЕСКОП И ЕГО ВИДЫ. 

ТЕЛЕСКОП И ЕГО УСТРОЙСТВО.

   Здравствуйте, дорогие друзья, и зрители моего канала! Меня зовут Артем, и сегодня, в шестом выпуске Cosmos+ мы поговорим с вами о том, без чего в астрономии не обойтись как новичку, так и опытному наблюдателю неба. Без чего, вполне возможно, Солнце бы до сих пор вращалось вокруг Земли, а звёзды были неподвижными лампочками, прибитыми к небосводу. Думаю, что вы уже догадались, что речь пойдёт о телескопах. Какие же могут быть наблюдения за звёздами, созвездиями и другими космическими объектами без них? Да, есть ещё и бинокли, и подзорные трубы. У них у всех есть свои недостатки и преимущества. Но в этой передаче мы поговорим конкретно о телескопах. Именно при помощи них были совершены самые важные открытия и получены так необходимые для людей знания о Вселенной.

 Итак, в передаче мы разберём: что такое телескоп, когда он появился, и кто его изобрёл. А также, какие бывают виды телескопов. Ну и как они устроены изнутри. А уже в дальнейших выпусках поговорим более детально о том, какой телескоп лучше выбрать и приобрести в магазине именно вам. Будем говорить и о характеристиках телескопа в формулах. Итак, поехали…

  Телескопы бывают разных видов. Например: инфракрасные, радиотелескопы, нейтринные, гамма-телескопы, рентгеновские телескопы и оптические. Нас с вами интересуют последние. Оптический телескоп — это телескоп, собирающий и фокусирующий электромагнитное излучение, иными словами – видимый свет.Основоположником телескопа считают голландского очкового мастера Иоганна Липперсгея. В 1608 году он продемонстрировал изобретённую им зрительную трубу в Гааге. Но в патенте на изобретение ему было отказано, так как ряд других мастеров уже обладали экземплярами подзорных труб. Позднее выяснилось, что подобные оптические инструменты уже были известны ранее. В частности, первые чертежи простейшего телескопа были обнаружены ещё в записях Леонардо Да Винчи. Первым же, кто направил зрительную трубу в небо и стал при помощи неё изучать небесные объекты, стал Галилео Галилей. Именно он изобрёл первый экземпляр того, что мы сейчас называем телескопом. Само же название «телескоп» было предложено не им, а греческим математиком Джованни Демизиани. Если перевести дословно с древнегреческого, то телескоп означает «далеко смотрю».  Всего Галилеем было изобретено 3 телескопа. Первый имел трёхкратное увеличение, второй восьмикратное и только третий, в который он и открыл спутники Юпитера, имел тридцати двух кратное увеличение. Телескоп Галилея имел в качестве объектива одну собирающую линзу, а окуляром служила рассеивающая линза. Но даже самый совершенный телескоп Галилея имел существенные недостатки: очень малое поле зрение (то есть в телескоп был виден совсем крохотный кусочек неба) и сильную хроматическую аберрацию. Иными словами – ошибки или погрешности изображения в оптической системе. Зато он имел прямое изображение, и его можно было использовать как подзорную трубу. Пожалуй, это единственное его достоинство в данном случае.В 1611 году немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер предложил свою конструкцию телескопа. В ней он заменил рассеивающую линзу в окуляре собирающей. В этой конструкции изображение было не прямое, а перевёрнутое, но при астрономических наблюдениях это не имело абсолютно никакого значения. Зато телескоп Кеплера обладал бо́льшим полем зрения и был удобнее в обращении. По сути, все последующие телескопы стали конструировать исключительно по схеме Кеплера.Чуть позже в учёных кругах была высказана идея создания зеркального, то есть отражающего телескопа. И вот, в 1668 году, великий английский учёный Исаак Ньютон сконструировал подобный образец, используя в качестве объектива небольшое сферическое вогнутое зеркало, тщательно отполированное. Лучи света от него отражались маленьким плоским вспомогательным зеркалом в окуляр, расположенный сбоку трубы. Такая конструкция позволяла полностью избавиться от хроматической аберрации. Тем не менее она же имела и некоторые недостатки.

По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на: линзовые (рефракторы или диоптрические), зеркальные (рефлекторы или катаптрические) и зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические).

Линзовый телескоп. Рефрактор. 

 Как уже говорилось ранее, первым, кто сконструировал и направил рефрактор в небо, был Галилей. С тех пор этот телескоп претерпел немалые изменения, и на данный момент бывает двух видов: ахроматический и апохроматический. Какая же между ними разница, спросите вы?

 Чтобы ответить на этот вопрос, для начала вспомним схему рефрактора Кеплера. Самым большим его недостатком была хроматическая аберрация,  то есть цветовое искажение. Если вкратце, то проходя через линзу объектива, свет преломляется и замедляется. Сам свет, как мы с вами помним из школьного курса физики, состоит из семи основных цветов, от красного до фиолетового. Когда белый свет проходит через линзу объектива, разные цвета преломляются под разными углами и фокусируются в разных точках. Причиной этому является дисперсия стекла, то есть у линзы разное преломление для разного цвета.

 Чтобы бороться с цветовым искажением используют ахроматические и апохроматические линзы. И вот теперь мы, наконец, можем ответить на вопрос, в чём же разница между ахроматическим и апохроматическим рефрактором. В ахромате объектив состоит из двух линз: собирающей и рассеивающей. Собирающая обладает низким коэффициентом преломления, а рассеивающая – высоким. Линзы подбираются таким образом, чтобы минимизировать цветовое искажение. Между тем хроматическая аберрация в них всё же проявляется в виде цветного ореола вокруг наблюдаемого объекта.

 В апохроматических рефракторах используется многолинзовая система и линзы с другого типа стекла, к примеру, флюорита для устранения хроматической аберрации. Стоимость апохроматических телескопов гораздо выше ахроматических, но цена компенсируется отличным качеством изображения.

 Основные достоинства рефрактора: минимальные потери света, закрытая труба, защищающая от попадания пыли, хорошо подходит для наблюдения за Луной, планетами, двойными звездами.

 Основные недостатки: цветовая аберрация, возможность наблюдения малого участка неба, ограничения в диаметре объектива для наблюдений за туманностями и далёкими галактиками.

 Зеркальный телескоп. Рефлектор.

Схему зеркального телескопа мы с вами уже рассматривали на примере рефлектора Ньютона. На данный момент телескоп Ньютона  остается одним из самых популярных систем телескопов, используемых сегодня. Все дело в простой и не дорогой его конструкции. К тому же объектив рефлектора собирает больше света и поэтому он удобен для наблюдений за далёкими галактиками. Также любители фотографировать космос, могут с легкостью этим заниматься через рефлектор, получая неплохие фотоснимки. Небольшим, но не смертельным минусом зеркальных телескопов является необходимость, время от времени, чистки и юстировки зеркала. Кроме того, незначительные погрешности в изготовлении самого зеркала могут привести к искажению изображения. Либо к астигматизму – когда круглые звёзды вытягиваются в эллипс, либо к коме, когда звезды по краю поля зрения выглядят удлиненными, в виде комет или вееров. Плюс все зеркальные телескопы подвержены некоторым потерям света. Во-первых, часть света теряется, при попадании на вторичное зеркало. Во-вторых, свет теряется при отражении от первичного и вторичного зеркал. Как итог, в глаз наблюдателя попадает около 70% от изначального количества света.

 Итак, основные достоинства рефлектора:

Возможность наблюдений за далекими объектами космоса. Отсутствие цветных аберраций. Низкая цена. Быстрая адаптация к окружающей температуре.

 Недостатки:

Открытая труба, как следствие попадание пыли. Световые потери. Требуется частая юстировка и чистка зеркал. Астигматизм. Кома.

Зеркально-линзовый телескоп. Катадиоптрический.

 Первый зеркально-линзовый телескоп сконструировал немецкий оптик и астроном Бернхард Шмидт в 1930 году. А в 1960 его немного видоизменили и он получил название Шмидта-Касегрена. Телескопы системы Шмидта-Касегрена стали одним из самых популярных типов телескопов. Это связано с универсальностью и компактности оптической конструкции. В телескопе Шмидта-Касегрена свет проходит через коррекционную пластину в передней части телескопа, а затем поступает на главное вогнутое зеркало в задней части трубы. После чего, отражаясь от вторичного зеркала свет, обратно, проходит через отверстие в главном зеркале и поступает в окуляр.

 В 1941 году Дми́трий Дми́триевич Максу́тов сконструировал свою конструкцию зеркально-линзового телескопа. Сейчас эта модель называется Максутов-Касегрен. От Шмидта-Касегрена конструкция отличалась корректирующим элементом. Максутов применил стеклянный миниск-корректор большой кривизны. Конструкция Максутова позволила избавиться от комы и астигматизма. Свет проходя через мениск-корректор на главное зеркало, отражается от вторичного зеркала и возвращается обратно через отверстие главного зеркала в окуляр. Из-за наличия мениска, телескопы Максутова-Кассегрена тяжелее, чем  Шмидта-Кассегрена.

 Преимущества зеркально линзовых телескопов:

Универсальность. Можно наблюдать как за Луной и планетами, так и за объектами далёкого космоса.

Компактность. Проще в эксплуатации, чем рефлектор или рефрактор.

Закрытая труба. Внутрь не проникает пыль.

 Недостатки:

Вторичное зеркало уменьшает контраст. Высокая цена. Долгая адаптация к окружающей температуре.

 Очередной выпуск cosmos+ подошёл к концу. В дальнейшем мы с вами поговорим ещё на множество интересных тем.

  С вами был Артём. Чистого и мирного вам неба и пусть звёзды вам благоволят! 

 

Поделитесь ссылкой, если понравилось: