Όλα για τα διαθλαστικά τηλεσκόπια

Τι σχέση έχουν οι περισσότεροι άνθρωποι με τη λέξη «τηλεσκόπιο»; Πιθανότατα, φαντάζονται ένα διαθλαστικό φακό - έναν μακρύ σωλήνα και έναν φακό. Γι' αυτό σήμερα θα σταθούμε λεπτομερέστερα σε αυτό το είδος οπτικής τεχνολογίας.

Πρώτον, μια μικρή θεωρία. Ο σκοπός του τηλεσκοπίου είναι να μεγιστοποιήσει και να οπτικοποιήσει καθαρά το αντικείμενο παρατήρησης. Όλες οι συσκευές υποδιαιρούνται σε ανακλαστήρες και διαθλαστές. Η απλούστερη τεχνική είναι η διαθλαστική. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη διάθλαση του φωτός τη στιγμή που οι ακτίνες περνούν από τον φακό.

Τα πιο απλά μοντέλα περιλαμβάνουν ένα ζευγάρι φακών. Ένας από αυτούς λειτουργεί ως φακός, ο οποίος είναι υπεύθυνος για τη διάθλαση των ακτίνων και την επακόλουθη στερέωσή τους σε ένα μόνο σημείο. Το άλλο δεν είναι τίποτα άλλο από ένα συνηθισμένο προσοφθάλμιο, που σας επιτρέπει να δείτε την εικόνα που προκύπτει.

Έτσι, ο φακός μιας τηλεσκοπικής συσκευής δίνει μια πολύ μειωμένη απεικόνιση ενός αντικειμένου σε απόσταση. Από εκεί η εικόνα μπαίνει στον προσοφθάλμιο φακό, ο οποίος λειτουργεί σαν μεγεθυντικός φακός. Σε ορισμένα μοντέλα, ο προσοφθάλμιος φακός δεν είναι τοποθετημένος κατά μήκος του άξονα του σωλήνα, αλλά είναι τοποθετημένος κάθετα. Σε αυτή την περίπτωση, η εικόνα από τον φακό πηγαίνει στον προσοφθάλμιο φακό μέσω του διαθλαστικού φακού.

Πρέπει να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ ενός διαθλαστικού και ενός ανακλαστικού τηλεσκοπίου. Το κύριο συστατικό του ανακλαστήρα είναι ένας κοίλος καθρέφτης. Συνδυάζει όλες τις δοκούς σε μια ενιαία δέσμη και στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα πρόσθετων κατόπτρων και πρισμάτων, την ανακατευθύνει στον προσοφθάλμιο φακό. Ορισμένα μοντέλα εδώ προσφέρουν επίσης ένα κάθετο προσοφθάλμιο με διαθλαστικό φακό.

Τέτοια μοντέλα δεν χρειάζονται πρόσθετη διαμόρφωση. Το μόνο που απαιτείται από τον χρήστη είναι η εστίαση. Ταυτόχρονα, το οπτικό άνοιγμα είναι περιορισμένο, γεγονός που καθιστά δύσκολη την παρατήρηση ασθενώς φωτεινών ουράνιων σωμάτων. Είναι καλύτερο να βλέπετε τη Σελήνη, τα ζευγαρωμένα αστέρια και τους πλανήτες μέσω ενός διαθλαστήρα σε μια καθαρή νύχτα.

Ένας αριθμός παραγόντων αποδίδεται στα οφέλη των διαθλαστών.

• Η ικανότητα να μεταφέρεται η μερίδα του λέοντος από τις συλλεγόμενες ακτίνες φωτός στον προσοφθάλμιο φακό. Αυτό συγκρίνεται ευνοϊκά με τους ανακλαστήρες καθρέφτη.

• Με την ίδια διάμετρο φακού, η εικόνα στους διαθλαστές είναι πιο καθαρή και φωτεινότερη από ότι στους ανακλαστήρες. Αυτό οφείλεται στην υψηλότερη διαπερατότητα φωτός.

• Οι διαθλαστές δεν παρέχουν δευτερεύοντα καθρέφτη, κρύβει μέρος του χρήσιμου χώρου του φακού... Επιπλέον, η διαδρομή των ακτίνων φωτός κατευθύνεται απευθείας στον προσοφθάλμιο φακό. Δεν αντανακλάται πολλές φορές από τους καθρέφτες, επομένως, η καθαρότητα και η αντίθεση της εικόνας δεν αλλοιώνονται.

• Όλα τα μέρη είναι σταθερά στη θέση τους, επομένως οι φακοί δεν χρειάζονται ρύθμιση. Η θήκη είναι καλά κλειστή - αυτό δημιουργεί αποτελεσματική προστασία από τη σκόνη. Οι ανακλαστήρες στερούνται ένα τέτοιο πλεονέκτημα.

Ταυτόχρονα, οι διαθλαστές έχουν τα μειονεκτήματά τους.

Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για τον λεγόμενο χρωματισμό - χρωματική εκτροπή, δηλαδή παραμόρφωση. Το αποτέλεσμα εκδηλώνεται με την εμφάνιση μιας έγχρωμης λάμψης γύρω από το εν λόγω αντικείμενο. Όσο πιο φωτεινό λάμπει το ουράνιο σώμα, τόσο μεγαλύτερη θα είναι αυτή η λάμψη. Επιπλέον, ο χρωματισμός αυξάνεται σε ευθεία αναλογία με τη διάμετρο του φακού και επίσης αυξάνεται με τη μείωση της εστιακής απόστασης.

Αυτό το φαινόμενο έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι η υψηλή μεγέθυνση δεν είναι διαθέσιμη σε φθηνά μοντέλα διαθλαστών. Οι πρώτοι αστρονόμοι προσπάθησαν να καταπολεμήσουν τη χρωματική εκτροπή δημιουργώντας τηλεσκόπια στα οποία η εστιακή απόσταση ήταν αρκετά μέτρα.

Οι διαθλαστές χαρακτηρίζονται από περιορισμένο άνοιγμα. Επομένως, συνιστάται να αγοράσετε ένα μοντέλο του οποίου η διάμετρος ξεκινά από 120 mm ή περισσότερο. Ωστόσο, ξεκινώντας από αυτό το όριο, το κόστος των οπτικών εκτοξεύεται απότομα. Και αν το διάφραγμα είναι μικρό, τα αντικείμενα στο βαθύ διάστημα θα φαίνονται θαμπά. Γι' αυτό το εύρος των διαθλαστών περιορίζεται σε φωτεινά αντικείμενα, όπως το φεγγάρι.

Το πρώτο μοντέλο ενός τηλεσκοπικού διαθλαστήρα δημιουργήθηκε το 1609 από τον διάσημο επιστήμονα Galileo. Ο διάσημος αστρονόμος έμαθε για τη δημιουργία ενός τηλεσκοπίου από τους Ολλανδούς, μπόρεσε να υπολογίσει το μυστικό της συσκευής του και στη βάση του εφηύρε το πρώτο μοντέλο τηλεσκοπίου, το οποίο οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν για να εξοικειωθούν με τα ουράνια σώματα. Το διάφραγμα αυτής της συσκευής ήταν 4 cm, ο συντελεστής μεγέθυνσης ήταν 3 και η εστιακή απόσταση ήταν περίπου 50 cm.

Φυσικά, αυτό το μοντέλο δεν μπορεί να χαρακτηριστεί τέλειο. Όσον αφορά τις τεχνικές του παραμέτρους, υστερεί πολύ σε σχέση με τα σύγχρονα οπτικά. Όμως, παρόλα αυτά, στα δύο πρώτα χρόνια της παρατήρησης του ουρανού, ο Γαλιλαίος μπόρεσε να βρει σημεία στον Ήλιο, βουνά στη Σελήνη, καθώς και 4 δορυφόρους του Δία. Είδε επίσης μερικά «παραρτήματα» του πλανήτη Κρόνου. Είναι αλήθεια ότι ο επιστήμονας δεν μπόρεσε να διαπιστώσει τη φύση ενός τόσο εκπληκτικού φαινομένου - αργότερα αποδείχθηκε ότι πρόκειται για δακτυλίους που περιβάλλουν τον πλανήτη.

Για 4 αιώνες, τα διαθλαστικά τηλεσκόπια έχουν βελτιωθεί και εκσυγχρονιστεί επανειλημμένα. Οι σύγχρονες συσκευές είναι πολύ διαφορετικές από τα πρώτα μοντέλα. Ας γνωρίσουμε τις πιο διάσημες εκδοχές.

Ο σχεδιασμός του τηλεσκοπίου του Galileo βασίστηκε στη χρήση δύο φακών. Ο διαχύτης λειτουργούσε ως προσοφθάλμιος, ο συλλεκτικός χρησιμοποιήθηκε ως αντικειμενικός φακός. Αυτή η δομή κατέστησε δυνατή τη λήψη μιας ανεστραμμένης όρθιας εικόνας. Ωστόσο, παραμορφώθηκε σοβαρά. Σήμερα, ένα τέτοιο μοντέλο δεν είναι σε ζήτηση, αν και μπορεί να βρεθεί στα κιάλια του θεάτρου.

Το 1611, ο Johannes Kepler βελτίωσε ελαφρώς την εφεύρεση του Galileo. Για να το κάνει αυτό, άλλαξε τον φακό διάχυσης στο προσοφθάλμιο σε συλλεκτικό - έτσι το οπτικό πεδίο αυξήθηκε, αλλά η εικόνα μεταδόθηκε ανάποδα. Τα πλεονεκτήματα του διαθλαστήρα Kepler περιλαμβάνουν την παρουσία μιας ενδιάμεσης εικόνας, το επίπεδο του επέτρεψε την τοποθέτηση μιας κλίμακας μέτρησης στη συσκευή.

Στον πυρήνα του, όλα τα σύγχρονα μοντέλα τηλεσκοπίων είναι χτισμένα στον τύπο σωλήνα Kepler. Στα μειονεκτήματά τους συγκαταλέγεται μόνο η επίδραση της χρωματικής εκτροπής, την οποία για πολλά χρόνια προσπαθούν να ισοπεδώσουν μειώνοντας το σχετικό άνοιγμα του σωλήνα.

Η κατάσταση άλλαξε το 1758, όταν δημιουργήθηκαν διαθλαστές-αχρωμάτες στην Αγγλία.... Το σχήμα Galileo λήφθηκε ως βάση, αλλά οι φακοί αντικαταστάθηκαν - ο σχεδιασμός των αχρωματικών οπτικών προβλέπει έναν ειδικό ζευγαρωμένο φακό με διαφορετικές παραμέτρους διάθλασης. Αυτό κατέστησε δυνατή την εξάλειψη σε μεγάλο βαθμό της χρωματικής εκτροπής.

Τα πιο σύγχρονα όργανα είναι τα αποχρωματικά τηλεσκόπια.... Είναι πολύ πιο ακριβά από τα αχρωματικά, επομένως κανείς δεν τα χρησιμοποιούσε μέχρι τον 20ο αιώνα. Παρέχουν εικόνες υψηλής ποιότητας, αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικών ακριβών υλικών. Οι βελτιωμένες τεχνικές έχουν ελαχιστοποιήσει τον αχρωματισμό. Μόνο το εκπαιδευμένο μάτι ενός ατόμου που παρατηρεί συχνά το διάστημα μπορεί να δει μια λεπτή άκρη - και στη συνέχεια, μόνο υπό δυσμενείς συνθήκες παρατήρησης.

Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στα χαρακτηριστικά των πιο δημοφιλών μοντέλων διαθλαστικών τηλεσκοπίων.

Αυτό το τηλεσκόπιο θα είναι ένα εξαιρετικό δώρο για όσους κάνουν τα πρώτα τους βήματα στην αστρονομία.... Παρέχει μια μη ανεστραμμένη εικόνα και τοποθετείται σε μια εύχρηστη βάση αζιμουθίου. Το μοντέλο είναι κατάλληλο για εξερεύνηση των πλανητών του ηλιακού συστήματος, μελέτη σεληνιακών κρατήρων και γνωριμία με γήινα τοπία. Σας επιτρέπει να βλέπετε βαθύ χώρο, αλλά η εικόνα είναι λιγότερο λεπτομερής.

Ένα άλλο μοντέλο για παιδιά ή αρχάριους αστρονόμους, βέλτιστο για την πρώτη γνωριμία με τα ουράνια σώματα. Το τηλεσκόπιο συναρμολογείται εύκολα, περιλαμβάνει όλα τα βασικά εξαρτήματα ελέγχου διαθλαστών και ακόμη και τα παιδιά μπορούν να μάθουν να χειρίζονται. Η ισχυρή οπτική σάς επιτρέπει να παρατηρείτε τους πλανήτες, τη Σελήνη και τα επίγεια αντικείμενα.

Οι φακοί είναι φωτισμένοι, κατασκευασμένοι από γυαλί. Λόγω αυτού, η εικόνα, ακόμη και σε σημαντική μεγέθυνση, είναι αντίθετη και καθαρή. Για τη μελέτη διαστημικών αντικειμένων, χρησιμοποιείται ένας οπτικός ανιχνευτής σε πενταπλή προσέγγιση. Αυτός ο διαθλαστής γυρίζει την εικόνα ανάποδα. Επομένως, το κιτ περιλαμβάνει επιπλέον έναν διαγώνιο ηλεκτρικό καθρέφτη, ο οποίος σας επιτρέπει να διορθώσετε την παραμόρφωση της εικόνας.

Η βάση αζιμουθίου είναι εύκολη στη χρήση και επιτρέπει στον διαθλαστήρα να στρέφεται προς το αντικείμενο μελέτης όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Ο οπτικός εξοπλισμός είναι στερεωμένος σε ένα μεταλλικό τρίποδο με ρυθμιζόμενα πόδια, έτσι ώστε ένας παρατηρητής οποιουδήποτε ύψους να μπορεί να προσαρμόσει το τηλεσκόπιο μόνος του. Εκτός από το τρίποδο, προσαρτάται ένα μπλοκ για αξεσουάρ· μπορεί να φιλοξενήσει μια πυξίδα, έναν χάρτη του έναστρου ουρανού, καθώς και πρόσθετους προσοφθάλμιους φακούς και άλλα αντικείμενα απαραίτητα για την εργασία.

Ένα εύχρηστο τηλεσκόπιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ένα κανονικό σκοπευτικό εντοπισμού. Σας επιτρέπει να βλέπετε καλά τη Σελήνη και τα επίγεια αντικείμενα. Το πλεονέκτημα του μοντέλου είναι ο μεγάλος αριθμός καπλαμάδων και άλλων αξεσουάρ, επομένως δεν χρειάζεται να τα αγοράσετε επιπλέον.

Το μοντέλο PolarStar II 700 / 80AZ είναι πολύ δημοφιλές.

Ο κάτοχος ρεκόρ διαστάσεων μεταξύ όλων των διαθλαστικών τηλεσκοπίων είναι το μοντέλο που συναρμολογήθηκε στο Παρίσι το 1900 για την Παγκόσμια Έκθεση... Η διάμετρος του αντικειμενικού της ήταν 1,25 μέτρα και το μήκος του ίδιου του σωλήνα ξεπερνούσε τα 60 μέτρα. Ωστόσο, λόγω του μεγάλου βάρους και των κολοσσιαίων διαστάσεων, η οπτική συσκευή στερεώθηκε οριζόντια και στατικά - αυτό δεν επέτρεπε την παρατήρηση, επομένως, μετά από 9 χρόνια, το προϊόν αποσυναρμολογήθηκε.

Το μεγαλύτερο σύγχρονο τηλεσκόπιο είναι ένα μοντέλο που στεγάζεται στο Αστεροσκοπείο Yerkes στο Σικάγο. Το μέγεθος του αντικειμενικού φακού αντιστοιχεί σε 1,1 m, αυτή η τεχνική σας επιτρέπει να μελετήσετε ακόμη και αντικείμενα του ηλιακού συστήματος που βρίσκονται πολύ μακριά από τη Γη. Το διαθλαστήρα κατασκευάστηκε το 1897, την ίδια περίοδο άνοιξε το Αστεροσκοπείο Yerkes.

Μεγάλα πυρίμαχα τηλεσκόπια βρίσκονται επίσης στα: Potsdam Astrophysical Institute, Lick, Pulkovo, Greenwich Observatories, καθώς και στη Νίκαια, στο Archenhold και στο Allegheny. Είναι γνωστό το τηλεσκόπιο James Clark Maxwell, που βρίσκεται στην πολιτεία της Χαβάης των ΗΠΑ σε υψόμετρο 4200 μ.