Bagama't ang mga teleskopyo ng reflector ay gumagawa ng iba pang mga uri ng optical aberrations, ito ay isang disenyo na maaaring makamit ang malalaking diameter na mga target. Halos lahat ng mga pangunahing teleskopyo na ginagamit sa astronomical na pananaliksik ay ganito. Ang mga sumasalamin na teleskopyo ay may iba't ibang disenyo at maaaring gumamit ng mga karagdagang optical na elemento upang mapabuti ang kalidad ng imahe o ilagay ang imahe sa isang mekanikal na posisyong kapaki-pakinabang.

Mga katangian ng sumasalamin sa mga teleskopyo

Ang ideya na ang mga hubog na salamin ay kumikilos tulad ng mga lente ay bumalik sa hindi bababa sa ika-11 siglong treatise ng Alphasen sa optika, isang akda na malawakang umikot sa mga pagsasaling Latin sa unang bahagi ng modernong Europa. Di-nagtagal pagkatapos ng pag-imbento ng refracting telescope, sina Galileo, Giovanni Francesco Sagredo at iba pa, na inspirasyon ng kanilang kaalaman sa mga prinsipyo ng mga hubog na salamin, ay tinalakay ang ideya ng pagbuo ng isang teleskopyo gamit ang salamin bilang isang tool sa imaging. Ang Bolognese Cesare Caravaggi ay iniulat na nagtayo ng unang sumasalamin na teleskopyo noong 1626. Ang propesor ng Italya na si Niccolo Zucci ay sumulat sa isang susunod na gawain na nag-eksperimento siya sa isang malukong bronze na salamin noong 1616, ngunit sinabi na hindi ito nagbigay ng isang kasiya-siyang imahe.

Kasaysayan ng paglikha

Ang mga potensyal na benepisyo ng paggamit ng mga parabolic na salamin, lalo na ang pagbawas ng spherical aberration nang walang chromatic aberration, ay humantong sa maraming iminungkahing disenyo para sa hinaharap na mga teleskopyo. Ang pinaka-kapansin-pansin ay si James Gregory, na nag-publish ng isang makabagong disenyo para sa isang "nagsasalamin" na teleskopyo noong 1663. Lumipas ang sampung taon (1673) bago nakagawa ang eksperimentong siyentipiko na si Robert Hooke ng ganitong uri ng teleskopyo, na naging kilala bilang Gregorian telescope.

Si Isaac Newton ay karaniwang kinikilala sa paglikha ng unang sumasalamin na teleskopyo noong 1668. Gumamit ito ng pangunahing salamin na gawa sa isang spherical metal at isang maliit na diagonal sa isang optical configuration, na tinatawag na Newtonian telescope.

Karagdagang pag-unlad

Sa kabila ng mga teoretikal na pakinabang ng disenyo ng reflector, ang pagiging kumplikado ng disenyo at mahinang pagganap ng mga salamin na metal na ginamit noong panahong iyon ay nangangahulugan na tumagal ng higit sa 100 taon para maging popular ang mga ito. Marami sa mga pag-unlad sa pagpapakita ng mga teleskopyo ay kinabibilangan ng mga pagpapahusay sa parabolic mirror manufacturing noong ika-18 siglo, silver-coated na salamin na salamin noong ika-19 na siglo, matibay na aluminum coatings noong ika-20 siglo, mga naka-segment na salamin upang magbigay ng mas malalaking diameter, at mga aktibong optika para makabawi sa gravitational. pagpapapangit. Ang isang inobasyon sa kalagitnaan ng ika-20 siglo ay mga catadioptic telescope tulad ng Schmidt camera, na gumagamit ng parehong spherical mirror at isang lens (tinatawag na correction plate) bilang pangunahing optical elements, na pangunahing ginagamit para sa malakihang imaging nang walang spherical aberration.

Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang pag-unlad ng adaptive optics at matagumpay na imaging upang mapagtagumpayan ang mga problemang nauugnay sa pagmamasid at pagmuni-muni ng teleskopyo ay naging ubiquitous sa mga teleskopyo sa kalawakan at maraming uri ng kagamitan sa imaging ng spacecraft.

Ang curved primary mirror ay ang pangunahing optical element ng teleskopyo; lumilikha ito ng imahe sa focal plane. Ang distansya mula sa salamin hanggang sa focal plane ay tinatawag na focal length. Maaaring matatagpuan dito ang isang digital sensor upang i-record ang imahe, o maaaring magdagdag ng karagdagang salamin upang baguhin ang mga optical na katangian at/o i-redirect ang liwanag sa pelikula, digital sensor, o eyepiece para sa visual na pagmamasid.

Detalyadong Paglalarawan

Ang pangunahing salamin sa karamihan sa mga modernong teleskopyo ay binubuo ng isang solidong silindro ng salamin, na ang harapang ibabaw nito ay dinudurog sa isang spherical o parabolic na hugis. Ang isang manipis na layer ng aluminyo ay inilikas sa lens, na bumubuo ng isang mapanimdim na unang salamin sa ibabaw.

Ang ilang mga teleskopyo ay gumagamit ng mga pangunahing salamin na iba ang pagkakagawa. Ang tunaw na salamin ay iniikot upang gawing paraboloidal ang ibabaw nito, at ito ay lumalamig at tumigas. Ang nagreresultang hugis ng salamin ay humigit-kumulang sa nais na paraboloid na hugis, na nangangailangan ng kaunting paggiling at pagpapakintab upang makamit ang tumpak na pigura.

Kalidad ng imahe

Ang sumasalamin sa mga teleskopyo, tulad ng anumang iba pang optical system, ay hindi gumagawa ng "perpektong" mga imahe. Ang pangangailangan na kunan ng larawan ang mga bagay sa mga distansiya hanggang sa infinity, upang tingnan ang mga ito sa iba't ibang wavelength ng liwanag, at magkaroon ng ilang paraan ng pagtingin sa imahe na ginawa ng pangunahing salamin ay nangangahulugan na palaging may ilang kompromiso sa optical na disenyo ng isang sumasalamin na teleskopyo.

Dahil ang pangunahing salamin ay nakatutok sa liwanag sa isang karaniwang punto sa harap ng sarili nitong sumasalamin na ibabaw, halos lahat ng nagre-reflect na mga disenyo ng teleskopyo ay may pangalawang salamin, film holder, o detector malapit sa focal point na ito, na bahagyang pumipigil sa liwanag na maabot ang pangunahing salamin. Hindi lamang ito nagreresulta sa ilang pagbawas sa dami ng liwanag na nakolekta ng system, ngunit nagreresulta din sa pagkawala ng contrast sa larawan dahil sa mga epekto ng diffraction ng obstruction, pati na rin ang mga diffraction spike na dulot ng karamihan sa mga pangalawang istruktura ng suporta.

Ang paggamit ng mga salamin ay nag-iwas sa chromatic aberration, ngunit lumilikha sila ng iba pang mga uri ng aberration. Ang isang simpleng spherical na salamin ay hindi maaaring magpadala ng liwanag mula sa isang malayong bagay patungo sa isang karaniwang pokus dahil ang repleksyon ng mga sinag ng liwanag na tumatama sa salamin sa gilid nito ay hindi nakikipag-ugnay sa mga sumasalamin mula sa gitna ng salamin, isang depekto na tinatawag na spherical aberration. Upang maiwasan ang problemang ito, ang karamihan sa mga advanced na disenyo ng reflecting telescope ay gumagamit ng mga parabolic mirror, na maaaring ituon ang lahat ng ilaw sa isang karaniwang focal point.

Teleskopyo ng Gregorian

Ang Gregorian telescope ay inilarawan ng Scottish astronomer at mathematician na si James Gregory sa kanyang 1663 na aklat na Optica Promota bilang gumagamit ng isang malukong pangalawang salamin na sumasalamin sa isang imahe sa pamamagitan ng isang butas sa pangunahing salamin. Lumilikha ito ng patayong larawan na kapaki-pakinabang para sa mga obserbasyon sa lupa. Mayroong ilang malalaking modernong teleskopyo na gumagamit ng Gregorian configuration.

Newtonian na sumasalamin sa teleskopyo

Ang apparatus ni Newton ay ang unang matagumpay na sumasalamin sa teleskopyo, na nilikha ni Isaac noong 1668. Karaniwan itong may paraboloid na pangunahing salamin, ngunit sa mga focal ratio na f/8 o higit pa ay isang spherical na pangunahing salamin, na maaaring sapat para sa mataas na visual na resolution. Ang isang patag na pangalawang salamin ay sumasalamin sa liwanag papunta sa focal plane sa gilid ng tuktok ng telescope tube. Isa ito sa pinakasimple at hindi bababa sa mahal na mga disenyo para sa isang partikular na laki ng hilaw na materyal, at karaniwan sa mga makinang pang-hobbyist. Ang ray path ng reflector telescope ay unang nasubok gamit ang Newtonian model.

Cassegrain apparatus

Ang Cassegrain telescope (minsan ay tinatawag na "classical Cassegrain") ay unang ginawa noong 1672, na iniuugnay kay Laurent Cassegrain. Mayroon itong parabolic primary mirror at hyperbolic secondary mirror na sumasalamin sa liwanag pabalik at pababa sa pamamagitan ng isang opening sa primary.

Ang disenyo ng teleskopyo ng Dall-Kirkham Cassegrain ay nilikha ni Horace Dall noong 1928, at pinangalanan sa isang artikulong inilathala sa Scientific American noong 1930 pagkatapos ng talakayan sa pagitan ng amateur astronomer na si Allan Kirkham at Albert G. Ingalls, (ang editor ng magazine noong panahong iyon). Gumagamit ito ng concave elliptical primary mirror at convex secondary mirror. Bagama't mas madaling gilingin ang sistemang ito kaysa sa klasikong Cassegrain o Ritchey-Chrétien system, hindi ito angkop para sa off-axis coma. Ang field curvature ay talagang mas mababa kaysa sa classical na Cassegrain. Ngayon, ang disenyong ito ay ginagamit sa maraming aplikasyon ng mga kahanga-hangang device na ito. Ngunit ito ay pinapalitan ng mga elektronikong analogue. Gayunpaman, ito ang uri ng kagamitan na itinuturing na pinakamalaking sumasalamin na teleskopyo.

Sir Isaac Newton (1643-1727) - Ingles na siyentipiko

Ang salamin na teleskopyo ng sikat na English explorer na si Isaac Newton ay hindi isa sa mga hindi mabibiling kayamanan na maaaring magdulot ng paghanga ng lahat. Ang teleskopyo ay isang siyentipikong instrumento. Ngunit ngayon ito ay isang hindi mabibili na relic dahil si Newton mismo ang gumawa nito. Sa kanyang tulong, pinayaman niya ang agham at ang buong sangkatauhan ng mga bagong kaalaman tungkol sa mga bituin at paggalaw ng liwanag. Ang siyentipikong data na nakuha niya ay hindi maaaring labis na tantiyahin.

Si Newton ay nagkaroon ng interes sa paglikha ng mga instrumentong pang-agham na maaaring magsagawa ng pananaliksik sa panahon ng kanyang mga taon ng pag-aaral. Noong bata pa siya, gusto niyang panoorin kung paano nagtatrabaho ang mga karpintero, kung paano sila nagtayo ng bahay, kung paano nila ginawa ang mga pakpak ng windmill, kung paano sila gumawa ng mga gulong para sa isang gilingan ng tubig. Hindi lang siya tumingin, kabisado niya, at nag-sketch sa bahay, na lumilikha ng pagkakahawig ng mga guhit, ayon sa kung saan siya ay gumawa ng mga gumaganang modelo ng wind at water mill. Ngunit hindi lang siya nangopya; ipinakilala niya ang isang tiyak na pagbabago sa bawat modelo.

Ang kanyang pagkahilig para sa pagmomolde ay napansin ng mga guro sa paaralan, at ang mga kamag-anak at kaibigan ng pamilya Newton ay nakakuha ng pansin dito. Isang araw gumawa siya ng isang orasan na gumagana sa ilalim ng presyon ng tubig na dumadaloy mula sa isang imbakan ng tubig. Nahulog siya sa funnel at pagkatapos ay pinaikot ang mga gulong. Sa sorpresa ng mga matatanda, gumawa siya ng isang maliit na gilingan para sa paggiling ng butil. Ang kanyang makina ay isang mouse na umiikot sa gulong. Nakamit niya ito hindi sa pamamagitan ng pagsasanay, ngunit sa likas na pagnanais ng daga na kumain, at nagsabit ng isang bag ng butil sa ibabaw nito.

Si Newton ay hindi isang imbentor. Hindi siya nag-imbento ng alinman sa mga device na ginawa niya. Kinuha niya ang mga handa, ngunit gumawa ng mga pagpapabuti sa bawat isa. Kailangan niya ng teleskopyo upang, sa pamamagitan ng pagmamasid sa mga bituin, matukoy ang mga katangian ng liwanag, malaman ang bilis nito, at malutas ang mga lihim ng uniberso.

Ang mga unang teleskopyo, o spyglasses, ay lumitaw sa Holland noong ika-17 siglo, kahit na ang magnifying property ng concave glass lens ay kilala noon pang 2500 BC. Noong 1610, ang Italyano na siyentipiko na si Galileo Galilei, gamit ang isang instrumento na kanyang dinisenyo, ay nagmamasid sa mga bituin at gumawa ng nakamamanghang konklusyon na ang Uniberso ay walang katapusan. Bago si Galileo, maraming natural na phenomena ang inilarawan sa haka-haka, bihirang batay sa mga eksperimento. Ngunit si Galileo ang unang gumawa ng konklusyon tungkol sa paggalaw ng mga bituin at ang kawalang-hanggan ng uniberso, batay sa mga obserbasyon sa pamamagitan ng teleskopyo. Siya ay inihambing kay Columbus, ang nakatuklas ng mga lupaing hindi pa kilalang dati. Ang kanyang mga aktibidad ay naging isang halimbawa na dapat sundin.

Sa Holland, Germany, at England, nagsimulang gumawa ng sariling teleskopyo ang mga siyentipiko. Hindi rin nakaligtas si Newton sa tuksong ito. Ang agham ng unibersidad sa Cambridge ay nangangailangan ng mga bagong instrumento, at ang 22-taong-gulang na estudyanteng si Newton ay nagsimulang lumikha ng kanyang sariling teleskopyo. Siya mismo ang nagpakintab ng lente. Ito ang pinakamahirap na trabaho. Sa kanyang "Lectures on Optics" inilarawan niya ang kakanyahan ng device na kanyang nilikha at ang mga kakayahan nito. Pagkalipas lamang ng ilang taon, naipatupad niya sa wakas ang kanyang mga ideya sa isang bagong teleskopyo.

Noong 1671, ang balita na sa Cambridge isang hindi kilalang batang imbentor ay lumikha ng isang espesyal na teleskopyo na may sumasalamin na spherical mirror, kung saan maaari kang mag-zoom in sa kalangitan at pagmasdan ang mga bituin, ay umabot sa London. Hiniling kay Newton na ipadala ang aparato sa kabisera. Nais nilang ipakita ang pagkilos nito sa harap ng monarko. Si Charles II ay nasa trono, kung saan ang England ay nakaranas ng kaunlaran sa ekonomiya. Ang teleskopyo ay maingat na sinuri ng mga pinakakilalang siyentipiko noong panahong iyon, na mga miyembro ng Royal Mathematical Society na nilikha noong 1662. At kinilala ng lahat ang malaking pakinabang ng teleskopyo na nilikha sa Cambridge. Sumang-ayon ang hari sa opinyon ng mga siyentipiko, at sa parehong taon, ang 29-taong-gulang na si Newton ay tinanggap bilang miyembro ng Royal Mathematical Society.

Sinasalamin ang mga teleskopyo, ang kanilang mga pakinabang at disadvantages

Ang oras ay dumating upang maunawaan kung ano ang isang reflector at kung paano ito sa panimula ay naiiba mula sa isang refractor.

Ang salitang reflector mismo ay nagmula sa Ingles na "reflect" - to reflect. Mula dito ay malinaw na ang salamin ay ang pangunahing elemento ng circuit. Ang ama ng reflector ay si Isaac Newton, na nagtipon ng unang teleskopyo noong 1688. Bago ito, mayroon lamang isang pamamaraan - isang refractor na nilikha ni Galileo, na sineseryoso na nagkasala ng chromatic aberration (pagiging non-chromatic, hindi makapagbigay ng mga sinag ng iba't ibang mga wavelength sa focus, na makabuluhang nagbabago ng larawan).

Optical na disenyo

Hanggang ngayon, nananatiling pinakasikat ang scheme ni Newton para sa sinumang gustong bumili ng reflecting telescope. Ang kakanyahan nito ay napaka-simple: ang liwanag ay tumama sa isang parabolic (minsan spherical) pangunahing salamin, na, naman, ay nagdidirekta nito sa isang diagonal (flat) na salamin. At ang elementong ito ay naglalabas na ng liwanag sa eyepiece.

Sinasabi ng Wikipedia na mayroong 7 higit pang iba't ibang mga pattern ng reflex, ngunit makatuwirang pag-aralan ang mga ito dahil sa idle curiosity. Para sa karamihan, ginagamit ng mga pang-industriyang teleskopyo ang pamamaraan ni Newton. Kung may nagsasabing "reflector", ang ibig niyang sabihin ay eksaktong "reflector ni Newton"; lahat ng iba pang circuit ay itatalaga sa pangalan ng lumikha. Ito ay dahil lahat sila ay hindi gaanong maginhawa. Sa isang lugar kailangan ng higit pang mga salamin, sa isang lugar kailangan mong tumingin sa isang anggulo. Ang Newton ay isang simple at walang hanggang klasiko.

Mga kalamangan ng isang reflector

Nilikha ito upang maalis ang mga chromatic aberration na dulot ng mga teleskopyo ng lens. Kakaibang paniwalaan na mayroon pa rin siya. Ang kumpletong kawalan ng depektong ito ay ang pangunahing bentahe ng mga reflector. Bilang karagdagan, mayroon silang isang mataas na ratio ng aperture (hanggang sa 1:4 sa mga modelo ng produksyon), na hindi maaaring managinip ng mga refractor. Ito ang disenyo ng salamin na gumawa ng mga teleskopyo na may malalaking diyametro na naa-access ng karaniwang tao. Dahil sa mahabang focal length, ang isang refractor na may malaking diameter ay mangangailangan ng napakahaba (mga 7 metro) na tubo. Naturally, ito ay nangangailangan ng isang malaking bundok. Ang halaga ng naturang device ay malamang na milyon-milyon. Ang katotohanan na maaari tayong bumili ng teleskopyo na may malaking diameter para sa mas kaunting pera ay tanging ang merito ng mga reflector.

Mga disadvantages ng isang reflecting telescope

Pormal, kabilang dito ang mga pagkawala ng liwanag dahil sa pagkakaroon ng pangalawang salamin (sa isang refractor ang ilaw ay dumiretso sa iyong mata, ngunit sa isang reflector kailangan itong "maglakbay" sa pagitan ng mga salamin), ang hangin ay dumadaloy sa loob ng isang bukas na tubo, at iba pa. sa. Sa pagsasagawa, isang bagay lamang ang makakasira sa iyong buhay - ang pangangailangan na ayusin ang mga salamin (pagsasaayos) pagkatapos ng anumang transportasyon. Ang pagsasaayos ay tumatagal ng isang maliit na bahagi ng mahalagang oras ng pagmamasid. Kung mayroon kang karanasan, ito ay tumatagal ng hindi hihigit sa 5 minuto. Gayunpaman, hindi na kailangang matakot sa pagsasaayos - hindi ito mahirap, kahit sino ay maaaring matuto.

Hatol

Simula sa diameter na 110mm, makatuwirang bumili ng reflector. Ang refractor na mabibili mo para sa perang ito ay magkakaroon ng mas maliit na diameter (sa paligid ng 90mm). Ang mga reflector ay simple at madaling i-set up; inirerekomenda ang mga ito para sa lahat, maliban sa mga nangangailangan ng mga bagay sa lupa.

Mga pangunahing optical system ng mirror telescope

Noong Oktubre 11, 2005, pinaandar ang teleskopyo Malaking Teleskopyo ng Timog Aprika sa South Africa na may pangunahing salamin na may sukat na 11 x 9.8 metro, na binubuo ng 91 magkaparehong hexagons.

Noong Hulyo 13, 2007, ang unang liwanag ay nakita ng Gran Telescopio Canarias telescope sa Canary Islands na may mirror diameter na 10.4 m, na siyang pinakamalaking optical telescope sa mundo noong unang kalahati ng 2009.

Ang mga modernong composite reflector ay gumamit ng mga deformable na salamin ( Ingles) at adaptive optics, na nagbibigay-daan sa iyo upang mabayaran ang mga distortion sa atmospera. Ito ay isang pambihirang tagumpay sa pagtatayo ng teleskopyo at naging posible na makabuluhang mapabuti ang kalidad ng pagpapatakbo ng mga teleskopyo na nakabatay sa lupa.

Tingnan din

Mga Tala

Panitikan

• Chikin A. A."Reflective telescopes", Petrograd, 1915
• Navashin M. S. Teleskopyo ng amateur astronomer. - M.: Agham, 1979.
• Sikoruk L. L. Mga teleskopyo para sa mga mahilig sa astronomy.
• Maksutov D. D. Astronomical na optika. - M.-L.: Agham, 1979.

Mga link

• Mga animated na optical scheme: Maksutov-Casegrain, Maksutov - Newton, Gregory-Maksutov

Wikimedia Foundation. 2010.